Bölüm 8. Vücudun oksijen tedarik sistemi
Vücudun her hücresinde sürekli olarak meydana gelen redoks reaksiyonları, sürekli bir oksidasyon substratı (karbonhidratlar, lipitler ve amino asitler) ve bir oksitleyici madde - oksijen gerektirir. Vücudun etkileyici besin rezervleri vardır - karbonhidrat ve yağ depolarının yanı sıra iskelet kaslarında büyük miktarda protein kaynağı, bu nedenle nispeten uzun (birkaç gün) oruç bile bir kişiye ciddi zarar vermez. Ancak vücutta, oksimiyoglobin formundaki kaslarda bulunan az miktarda oksijen dışında neredeyse hiç oksijen rezervi yoktur, bu nedenle, bir kişi tedariki olmadan yalnızca 2-3 dakika hayatta kalabilir, bundan sonra sözde " klinik ölüm” meydana gelir. Beyin hücrelerine oksijen beslemesi 10-20 dakika içinde yeniden sağlanmazsa, içlerinde fonksiyonel özelliklerini bozacak ve tüm organizmanın hızlı ölümüne yol açacak biyokimyasal değişiklikler meydana gelecektir. Vücuttaki diğer hücreler aynı ölçüde etkilenmeyebilir ancak sinir hücreleri oksijen eksikliğine karşı son derece hassastır. Bu nedenle vücudun merkezi fizyolojik sistemlerinden biri fonksiyonel sistem oksijen kaynağı ve bu özel sistemin durumu çoğunlukla “sağlığı” değerlendirmek için kullanılır.
Vücudun oksijen rejimi kavramı. Yeterli oksijen vücuttan geçer Uzun bir yol(Şekil 18). Gaz molekülleri şeklinde içeri girerek, zaten akciğerlerde bulunur ve vücut hücrelerine daha fazla taşınmasını sağlayan bir dizi kimyasal reaksiyona katılır. Orada mitokondriye giren oksijen, çeşitli organik bileşikleri oksitler ve sonuçta bunları suya ve karbondioksite dönüştürür. Bu formda oksijen vücuttan uzaklaştırılır.
Atmosferdeki oksijenin akciğerlere, sonra kana, oradan da dokulara ve hücrelere nüfuz ederek biyokimyasal reaksiyonlara girmesini sağlayan şey nedir? Açıkçası, bu gazın moleküllerinin tam olarak bu hareket yönünü belirleyen belli bir kuvvet vardır. Bu kuvvet bir konsantrasyon gradyanıdır. Atmosfer havasındaki oksijen içeriği intrapulmoner boşluğun (alveoler) havasından çok daha fazladır. Alveollerdeki (hava ile kan arasında gaz alışverişinin gerçekleştiği pulmoner veziküller) oksijen içeriği, venöz kandakinden çok daha yüksektir. Dokular arteriyel kandan çok daha az oksijen içerir ve mitokondri önemsiz miktarda oksijen içerir, çünkü bunlara giren bu gazın molekülleri hemen bir oksidatif reaksiyon döngüsüne girer ve dönüştürülür. kimyasal bileşikler. Atmosferden gelen oksijenin vücut hücrelerine nüfuz etmesinin bir sonucu olarak, çaba gradyanlarını yansıtan, kademeli olarak azalan konsantrasyonların bu kademesine genellikle vücudun oksijen rejimi denir (Şekil 19). Daha kesin olarak, oksijen rejimi, açıklanan kademenin niceliksel parametreleriyle karakterize edilir. Kaskadın üst basamağı, soluma sırasında akciğerlere nüfuz eden atmosferik havadaki oksijen içeriğini karakterize eder. İkinci adım alveol havasındaki O2 içeriğidir. Üçüncü adım, oksijenle yeni zenginleştirilmiş arteriyel kandaki O2 içeriğidir. Ve son olarak dördüncü adım, içerdiği oksijeni dokulara veren toplardamar kanındaki oksijen gerilimidir. Bu dört adım, vücuttaki gaz değişiminin gerçek süreçlerini yansıtan üç "uçuş" oluşturur. 1. ve 2. adımlar arasındaki "uçuş", pulmoner gaz değişimine, 2. ve 3. adımlar arasında - kan yoluyla oksijen taşınmasına ve 3. ve 4. adımlar arasında - doku gazı değişimine karşılık gelir. Adımın yüksekliği ne kadar büyük olursa, konsantrasyon farkı da o kadar büyük olur ve bu aşamada oksijenin taşındığı gradyan da o kadar yüksek olur. Yaşla birlikte ilk “uçuşun” yüksekliği artar, yani eğim pulmoner gaz değişimi; ikinci “açıklık”, yani 02'nin kan yoluyla taşınmasının gradyanı, doku gaz değişiminin gradyanını yansıtan üçüncü "açıklığın" yüksekliği azalır. Doku oksidasyonunun yoğunluğunda yaşa bağlı bir azalma, yaşla birlikte enerji metabolizmasının yoğunluğundaki azalmanın doğrudan bir sonucudur.
Pirinç. 18. İnsanlarda oksijen taşınması (oklarla gösterilen yön)
Pirinç. 19. Solunan havada (I), alveollerde (A), arterlerde (a) ve damarlarda (K) oksijen gerilimi kademesi 5 yaşında bir erkek çocukta, 15 yaşında bir gençte ve 30- yaşındaki yetişkin
Böylece oksijenin vücut tarafından emilmesi, uzay ve zaman olarak ayrılan üç aşamada gerçekleşir. Akciğerlere hava pompalanması ve akciğerlerde gaz değişimi olan ilk aşamaya dış solunum da denir. İkinci aşama - gazların kan yoluyla taşınması - dolaşım sistemi tarafından gerçekleştirilir. Üçüncü aşamaya - oksijenin vücut hücreleri tarafından emilmesine - doku veya iç solunum denir.
Akciğerlerde gaz alışverişi. Akciğerler, büyük hava yolları (bronşlar) yoluyla trakeaya bağlanan kapalı torbalardır. Atmosferik hava, burun ve ağız boşluklarından gırtlak içine ve daha sonra trakeaya nüfuz eder, ardından biri sağ akciğere, diğeri sola giden iki akıma bölünür (Şekil 20). Trakea ve bronşlar bağ dokusundan ve bunlardan yapılmış bir çerçeveden oluşur. kıkırdak halkaları bu tüplerin vücut pozisyonundaki çeşitli değişikliklerle hava yollarını bükmesine ve tıkamasına izin vermez. Bronşlar akciğerlere girdikten sonra birçok dala ayrılır ve bunların her biri tekrar bölünerek "bronş ağacı" adı verilen yapıyı oluşturur. Bu "ağacın" en ince dallarına bronşiyoller denir ve uçlarında pulmoner kesecikler veya alveoller bulunur (Şekil 21). Alveollerin sayısı 350 milyona ulaşır ve bunların Toplam alanı- 150 m2. Kan ve hava arasındaki gaz alışverişi alanını temsil eden bu yüzeydir. Alveollerin duvarları, yine tek katmanlı epitelden oluşan en ince kan kılcal damarlarının yaklaştığı tek katmanlı epitel hücrelerinden oluşur. Bu tasarım, difüzyon nedeniyle, gazların alveol havasından içeri nispeten kolay nüfuz etmesini sağlar. kılcal kan(oksijen) ve ters yönde ( karbon dioksit). Bu gaz değişimi, bir gaz konsantrasyonu gradyanının yaratılmasının bir sonucu olarak meydana gelir (Şekil 22). Alveollerdeki hava nispeten büyük miktarda oksijen (103 mm Hg) ve az miktarda karbondioksit (40 mm Hg) içerir. Kılcal damarlarda ise tam tersine, karbondioksit konsantrasyonu artar (46 mm Hg) ve oksijen azalır (40 mm Hg), çünkü bu kılcal damarlar, dokulara girdikten sonra toplanan venöz kan içerir. oksijen alır ve karşılığında karbondioksit alır. Kan kılcal damarlardan sürekli olarak akar ve alveollerdeki hava her nefesle yenilenir. Oksijenle zenginleştirilmiş (100 mm Hg'ye kadar) alveollerden akan kan, nispeten az miktarda karbondioksit (40 mm Hg) içerir ve tekrar doku gaz değişimine hazırdır.
Pirinç. 20. Akciğerlerin (A) ve pulmoner alveollerin (B) yapısının şeması
A: ] - gırtlak; 2 - trakea; 3 - bronşlar; 4 - bronşiyoller; 5 - ışık;
B: 1 - damar ağı; 2, 3 - dışarıdan ve kesitten alveoller; 4 -
bronşiyol; 5 - arter ve damar
Pirinç. 21. Hava yollarının dallanma şeması (solda). Şeklin sağ tarafı, her bir dal (3) seviyesinde hava yollarının toplam kesit alanının bir eğrisini göstermektedir. Geçiş bölgesinin başlangıcında bu alan önemli ölçüde artmaya başlar ve bu durum solunum bölgesinde de devam eder. Br - bronşlar; Bl - bronşiyoller; TBl - terminal bronşiyoller; DBL - solunum bronşiyolleri; AH - alveolar kanallar; A - alveoller
Pirinç. 22. Pulmoner alveollerde gaz değişimi: pulmoner alveollerin duvarı boyunca, solunan havanın O2'si kana girer ve venöz kanın CO2'si alveollere girer; gaz değişimi, venöz kandaki ve pulmoner alveol boşluğundaki CO2 ve O2'nin kısmi basınçları (P) arasındaki farkla sağlanır.
Nefes verme sırasında en küçük kabarcıkların (alveollerin) çökmesini önlemek için yüzeyleri, akciğer dokusu tarafından üretilen özel bir madde tabakası ile içeriden kaplanır. Bu madde - yüzey aktif madde - alveol duvarlarının yüzey gerilimini azaltır. Gaz değişimi için akciğer yüzey alanının maksimum kullanımını sağlamak amacıyla genellikle fazla miktarda üretilir.
Akciğerlerin difüzyon kapasitesi. Alveol duvarının her iki tarafındaki gaz konsantrasyonu gradyanı, oksijen ve karbon dioksit moleküllerinin bu duvardan yayılmasına ve nüfuz etmesine neden olan kuvvettir. Bununla birlikte, aynı atmosferik basınçta, moleküllerin difüzyon hızı sadece eğime değil, aynı zamanda alveollerin ve kılcal damarların temas alanına, duvarlarının kalınlığına, yüzey aktif maddenin varlığına ve bir sayıya da bağlıdır. diğer sebeplerden. Tüm bu faktörlerin değerlendirilmesi için akciğerlerin difüzyon kapasitesi yaşa ve yaşa bağlı olarak özel aletler kullanılarak ölçülür. işlevsel durum kişide 20 ila 50 ml O2/dak/mmHg arasında değişebilir. Sanat.
Havalandırma-perfüzyon oranı. Akciğerlerdeki gaz değişimi, yalnızca alveollerdeki havanın periyodik olarak (her solunum döngüsünde) yenilenmesi ve kanın pulmoner kılcal damarlardan sürekli olarak akması durumunda gerçekleşir. Bu nedenle nefes almanın durması da kan dolaşımının durması da aynı şekilde ölüm anlamına gelir. Kılcal damarlardan sürekli kan akışına perfüzyon denir ve atmosferik havanın yeni bölümlerinin alveollere ritmik akışına havalandırma denir. Alveollerdeki havanın bileşiminin atmosferdekinden çok farklı olduğu vurgulanmalıdır: alveoler hava çok daha fazla karbondioksit ve daha az oksijen içerir. Gerçek şu ki, akciğerlerin mekanik ventilasyonu, pulmoner veziküllerin bulunduğu en derin bölgeleri etkilemez ve orada gaz değişimi yalnızca difüzyon nedeniyle meydana gelir ve bu nedenle biraz daha yavaştır. Bununla birlikte, her solunum döngüsü akciğerlere yeni oksijen kısımları getirir ve fazla karbondioksiti uzaklaştırır. Akciğer dokusunun kanla perfüzyon hızı, bu iki süreç arasında bir denge kurulabilmesi için ventilasyon hızıyla tam olarak eşleşmelidir, aksi takdirde ya kan karbondioksitle aşırı doyurulur ve oksijenle yetersiz doygun hale gelir ya da tam tersi karbondioksit olur. kandan yıkandı. Her ikisi de kötü, çünkü solunum merkezi medulla oblongata, kandaki CO2 ve O2 içeriğini ölçen reseptörlerin etkisi altında solunum kaslarını nefes almaya ve nefes vermeye zorlayan impulslar üretir. Kandaki CO2 düzeyi düşerse solunum durabilir; büyürse nefes darlığı başlar, kişi boğulma hissine kapılır. Pulmoner kılcal damarlardaki kan akış hızı ile akciğerleri havalandıran hava akış hızı arasındaki ilişkiye ventilasyon-perfüzyon oranı (VPR) denir. Solunan havadaki O2 ve CO2 konsantrasyonlarının oranı buna bağlıdır. Eğer CO2'deki artış (atmosferik havaya kıyasla) oksijen içeriğindeki azalmaya tam olarak karşılık geliyorsa, o zaman VPO = 1 olur ve bu artan seviye. Normalde VPO 0,7-0,8'dir, yani perfüzyonun ventilasyondan biraz daha yoğun olması gerekir. Belirli hastalıkların tanımlanmasında HPE'nin değeri dikkate alınır bronkopulmoner sistem ve dolaşım sistemleri.
Nefesinizi kasıtlı olarak keskin bir şekilde yoğunlaştırırsanız, en derin ve en sık nefes alıp vermeleri yaparsanız, HPE 1'i aşacaktır ve kişi kısa süre sonra baş dönmesi hissedecek ve bayılabilir - bu, fazla miktardaki CO2'nin vücuttan "yıkanmasının" sonucudur. kan ve asit-baz homeostazisini bozuyor. Aksine, eğer nefesinizi irade çabasıyla tutarsanız, GPO 0,6'dan az olacak ve birkaç on saniye sonra kişi boğulma ve zorunlu nefes alma isteği hissedecektir. Kas çalışmasının başlangıcında, VPO keskin bir şekilde değişir, önce azalır (kaslar kasılmaya başladığından damarlarından ek kan kısımlarını sıktığı için perfüzyon artar) ve 15-20 saniye sonra hızla artar (solunum merkezi) etkinleştirilir ve havalandırma artar). HPE, kas çalışmasının başlamasından sadece 2-3 dakika sonra normale döner. Kas çalışmasının sonunda tüm bu süreçler vücutta meydana gelir. Ters sipariş. Çocuklarda, oksijen tedarik sisteminin bu şekilde yeniden yapılandırılması yetişkinlere göre biraz daha hızlı gerçekleşir, çünkü vücut büyüklüğü ve buna bağlı olarak kalbin, kan damarlarının, akciğerlerin, kasların ve bu reaksiyona dahil olan diğer yapıların atalet özellikleri önemli ölçüde daha küçüktür. çocuklarda.
Doku gazı değişimi. Dokulara oksijen getiren kan, onu (konsantrasyon gradyanı boyunca) doku sıvısına salar ve buradan O2 molekülleri hücrelere nüfuz ederek mitokondri tarafından yakalanırlar. Bu yakalama ne kadar yoğun olursa, doku sıvısındaki oksijen içeriği o kadar hızlı azalır, arteriyel kan ile doku arasındaki eğim o kadar yüksek olur, kan oksijeni o kadar hızlı serbest bırakır ve "araç" görevi gören hemoglobin molekülünden ayrılır. oksijen dağıtımı. Açığa çıkan hemoglobin molekülleri, CO2 moleküllerini yakalayıp akciğerlere taşıyabilir ve orada alveol havasına salabilir. Mitokondride oksidatif reaksiyon döngüsüne giren oksijen, sonuçta ya hidrojen (H2O oluşur) ya da karbon (CO2 oluşur) ile birleşir. Serbest formda oksijen vücutta pratik olarak mevcut değildir. Dokularda oluşan karbondioksitin tamamı akciğerler yoluyla vücuttan uzaklaştırılır. Metabolik su da akciğerlerin yüzeyinden kısmen buharlaşır ancak ter ve idrar yoluyla da atılabilir.
Solunum katsayısı. Oluşan CO2 ve emilen O2 miktarlarının oranına solunum katsayısı (RC) denir ve vücut dokularında hangi substratların oksitlendiğine bağlıdır. Solunan havadaki DC 0,65 ila 1 arasında değişir. Yağların oksidasyonu sırasında tamamen kimyasal nedenlerden dolayı DC = 0,65; protein oksidasyonu sırasında - yaklaşık 0,85; karbonhidratların oksidasyonu sırasında DC = 1.0. Böylece, solunan havanın bileşimine göre, vücut hücreleri tarafından enerji üretmek için şu anda hangi maddelerin kullanıldığı yargılanabilir. Doğal olarak DC genellikle 0,85'e yakın bir ara değer alır, ancak bu proteinlerin oksitlendiği anlamına gelmez; daha ziyade yağların ve karbonhidratların eşzamanlı oksidasyonunun sonucudur. DC'nin değeri HPO ile yakından ilişkilidir; HPO'nun keskin dalgalanmalara maruz kaldığı dönemler dışında aralarında neredeyse tam bir uyum vardır. Dinlenme halindeki çocuklarda DC genellikle yetişkinlerden daha yüksektir; bu, karbonhidratların vücudun enerji arzına, özellikle sinir yapılarının aktivitesinde önemli ölçüde daha fazla katılımıyla ilişkilidir.
Kas çalışması sırasında, enerji tedariğinde anaerobik glikoliz işlemlerinin yer alması durumunda DC, HPO'yu önemli ölçüde aşabilir. Bu durumda homeostatik mekanizmalar (kan tampon sistemleri), metabolik ihtiyaçlardan değil homeostatik ihtiyaçlardan dolayı vücuttan ek miktarda CO2 salınmasına yol açar. Bu ek CO2 salınımına "metabolik olmayan fazlalık" adı verilir. Solunan havadaki görünümü, kas yükü seviyesinin belirli bir eşiğe ulaştığı anlamına gelir, bundan sonra anaerobik enerji üretim sistemlerini (“anaerobik eşik”) bağlamanız gerekir. 7 ila 12 yaş arası çocuklarda anaerobik eşiğin göreceli göstergeleri daha yüksektir: böyle bir yük ile daha yüksek kalp atış hızına, pulmoner ventilasyona, kan akış hızına, oksijen tüketimine vb. Sahip olurlar. 12 yaşına gelindiğinde yük, anaerobik eşik keskin bir şekilde azalır ve 17-18 yaşlarından sonra yetişkinlerde karşılık gelen yükten farklı değildir. Anaerobik eşik, insan aerobik performansının en önemli göstergelerinden biri olduğu kadar, bir eğitim etkisinin elde edilmesini sağlayabilecek minimum yüktür.
Dış solunum, herhangi bir alet olmadan açıkça görülebilen solunum sürecinin bir tezahürüdür, çünkü hava yalnızca şekil ve hacimdeki değişiklikler nedeniyle hava yollarına girip çıkar. göğüs. Havanın vücudun derinliklerine nüfuz etmesini ve sonuçta en küçük akciğer kabarcıklarına ulaşmasını sağlayan şey nedir? İÇİNDE bu durumda Göğüs kafesi içindeki ve çevredeki atmosferdeki basınç farkından kaynaklanan bir kuvvet vardır. Akciğerler, plevra adı verilen bir bağ dokusu zarı ile çevrilidir ve akciğerler ile plevral kese arasında kayganlaştırıcı ve sızdırmazlık maddesi görevi gören plevral sıvı bulunur. İntraplevral boşluk kapalıdır ve komşu boşluklarla ve göğüsten geçen sindirim ve kan borularıyla iletişim kurmaz. Tüm göğüs ayrılmış karın boşluğu sadece seröz membran tarafından değil, aynı zamanda büyük bir dairesel kas olan diyafram tarafından da sağlanır. Bu nedenle solunum kaslarının nefes alma sırasında hacminde hafif bir artışa bile yol açan çabaları plevral boşluk içinde oldukça önemli bir vakum sağlar ve havanın ağız ve burun boşluklarına girip nüfuz etmesi bu vakumun etkisi altındadır. gırtlak, trakea, bronşlar ve bronşiyollerden akciğer tekstiline doğru ilerleyerek.
Solunum eyleminin organizasyonu. Solunum eyleminin düzenlenmesinde, yani göğüs duvarlarının ve karın boşluğunun hareket ettirilmesinde üç kas grubu rol oynar: inspiratuar (solunum sağlayan) dış interkostal kaslar; ekspiratuar (ekshalasyon sağlayan) iç interkostal kaslar ve diyaframın yanı sıra karın duvarının kasları. Bu kasların medulla oblongata'da bulunan solunum merkezinin kontrolü altında koordineli olarak kasılması, kaburgaların nefes verme anındaki konumlarına göre hafifçe ileri ve yukarı hareket etmesine, göğüs kemiğinin yükselmesine ve diyaframın bastırılmasına neden olur. karın boşluğuna. Böylece göğsün toplam hacmi önemli ölçüde artar, orada oldukça yüksek bir vakum oluşturulur ve atmosferden gelen hava akciğerlere akar. Nefes almanın sonunda, solunum merkezinden bu kaslara gelen uyarı durur ve kendi yer çekiminin etkisi altındaki kaburgalar ve gevşemesi sonucunda diyafram “nötr” konuma döner. Göğsün hacmi azalır, buradaki basınç artar ve akciğerlerdeki fazla hava, girdiği aynı tüplerden dışarı atılır. Herhangi bir nedenle nefes vermek zorsa, bu süreci kolaylaştırmak için nefes verme kasları etkinleştirilir. Ayrıca duygusal veya fiziksel stresin etkisi altında nefes almanın yoğunlaştığı veya hızlandığı durumlarda da işe yarar. Solunum kaslarının çalışması da diğer kas çalışmaları gibi enerji harcamayı gerektirir. Sessiz nefes alma sırasında vücudun tükettiği enerjinin %1'inden biraz fazlasının bu ihtiyaçlara harcandığı tahmin edilmektedir.
Normal solunum sırasında göğsün genişlemesinin öncelikle kaburgaların kaldırılmasıyla mı yoksa diyaframın düzleştirilmesiyle mi ilişkili olduğuna bağlı olarak, kostal (torasik) ve diyafragmatik (karın) solunum türleri ayırt edilir. Şu tarihte: meme tipi Nefes alırken diyafram intratorasik basınçtaki değişikliklere göre pasif olarak hareket eder. Karın tipinde, diyaframın güçlü kasılmaları karın boşluğunun organlarını büyük ölçüde yerinden çıkarır, böylece nefes alırken mide "dışarı çıkar". Solunum tipinin oluşumu 5-7 yaşlarında ortaya çıkar ve kızlarda genellikle torasik, erkeklerde ise karın olur.
Akciğer havalandırması. Vücut ne kadar büyükse ve solunum kasları ne kadar güçlü çalışırsa, her solunum döngüsünde akciğerlerden o kadar fazla hava geçer. Pulmoner ventilasyonu değerlendirmek için dakikadaki solunum hacmi ölçülür; geçen ortalama hava miktarı Hava yolları 1 dakika içinde Bir yetişkinde istirahat halinde bu değer 5-6 l/dk'dır. Yeni doğmuş bir çocukta dakika solunum hacmi 650-700 ml/dak, 1 yıllık yaşamın sonunda 2,6-2,7 l/dak, 6 yılda - 3,5 l/dak, 10 yılda - 4,3 l/dak'ya ulaşır. dk ve ergenlerde - 4,9 l/dak. Fiziksel aktivite sırasında dakikadaki solunum hacmi önemli ölçüde artabilir ve genç erkeklerde ve yetişkinlerde 100 l/dakika veya daha fazlasına ulaşabilir.
Nefes alma sıklığı ve derinliği. Nefes alma ve verme işleminden oluşan solunum eyleminin iki ana özelliği vardır: frekans ve derinlik. Frekans, dakikadaki solunum eylemlerinin sayısıdır. Bir yetişkinde bu değer genellikle 12-15'tir, ancak çok büyük farklılıklar gösterebilir. Yenidoğanlarda uyku sırasında solunum hızı dakikada 50-60'a ulaşır, bir yaşına gelindiğinde 40-50'ye düşer, daha sonra büyüdükçe bu gösterge giderek azalır. Yani küçük çocuklarda okul yaşı Solunum hızı genellikle dakikada yaklaşık 25 döngüdür ve ergenlerde bu oran 18-20'dir. Tam tersi eğilim yaşa bağlı değişiklikler gelgit hacmini gösterir, yani nefes derinliğinin ölçüsü. Her solunum döngüsü sırasında akciğerlere giren ortalama hava miktarını temsil eder. Yenidoğanlarda çok küçüktür - sadece 30 ml veya daha az, bir yaşına gelindiğinde 70 ml'ye çıkar, 6 yaşında 150 ml'nin üzerine çıkar, 10 yaşında 240 ml'ye, 14 yaşında - 300 ml'ye ulaşır. Yetişkin bir insanda istirahat halindeki tidal hacim 500 ml'yi geçmez. Dakika solunum hacmi tidal hacim ve solunum hızının ürünüdür.
Bir kişi herhangi bir işlem yaparsa fiziksel aktivite, ek oksijene ihtiyaç duyar ve dakikadaki solunum hacmi buna göre artar. 10 yaşın altındaki çocuklarda bu artış, esas olarak dinlenme halindeki nefes almaya göre 3-4 kat daha sık olabilen artan solunumla sağlanırken, gelgit hacmi yalnızca 1,5-2 kat artar. Ergenlerde ve hatta yetişkinlerde dakika hacmindeki artış, esas olarak birkaç kez artabilen gelgit hacmi nedeniyle gerçekleştirilir ve solunum hızı genellikle dakikada 50-60 döngüyü aşmaz. Bu tip solunum sistemi tepkisinin daha ekonomik olduğuna inanılmaktadır. Çeşitli kriterlere göre dış solunumun etkinliği ve verimliliği yaşla birlikte önemli ölçüde artmakta, 18-20 yaş arası erkek ve kız çocuklarında maksimum değerlere ulaşmaktadır. Aynı zamanda erkeklerin nefes alması kural olarak kızlarınkinden daha verimli organize edilir. Solunumun verimliliği ve ekonomisi, özellikle oksijen desteğinin belirleyici bir rol oynadığı sporlarda, beden eğitiminden büyük ölçüde etkilenir. Buna mesafe koşusu, kayak, yüzme, kürek çekme, bisiklete binme, tenis ve diğer dayanıklılık sporları dahildir.
Döngüsel bir yük gerçekleştirirken, solunum ritmi genellikle iskelet kası kasılma ritmine "ayarlanır" - bu, nefes almayı daha kolay ve daha verimli hale getirir. Çocuklarda solunum kaslarının hareket ritminin asimilasyonu, bilincin müdahalesi olmadan içgüdüsel olarak gerçekleşir, ancak öğretmen çocuğa bu tür yüklere en hızlı adaptasyona katkıda bulunan yardımcı olabilir.
Güç ve statik yükler gerçekleştirirken, sözde Lindhardt fenomeni gözlenir - ıkınma sırasında nefesin tutulması ve ardından yükün kaldırılmasından sonra nefes alma sıklığı ve derinliğinde bir artış. Solunum sisteminin olgunlaşmamış olması da dahil olmak üzere 13-14 yaş altı çocukların antrenman ve beden eğitiminde ağır güç ve statik yüklerin kullanılması önerilmez.
Spiogram. Akciğerlere giren ve çıkan havanın yoluna lastik bir körük veya suya batırılmış hafif bir zil yerleştirilirse, bu cihaz solunum kaslarının hareketi sayesinde nefes verirken hacmini artıracak, nefes alırken ise azalacaktır. Tüm bağlantılar kapalıysa (ağız boşluğunu kapatmak için özel bir lastik ağızlık veya yüze takılan bir maske kullanılırsa), o zaman cihazın hareketli kısmına bir yazı aleti takabilir ve her şeyi yazabilirsiniz. nefes hareketleri. 19. yüzyılda icat edilen böyle bir cihaza spirograf denir ve onun yardımıyla yapılan kayda spirogram denir (Şek. 23). Kağıt bant üzerine yapılmış bir spirogramı kullanarak kantitatif olarak ölçüm yapabilirsiniz. en önemli özellikler insan dış solunumu Akciğer hacimleri ve kapasiteleri. Spirogram sayesinde çeşitli akciğer hacimlerini ve kapasitelerini net bir şekilde görebilir ve ölçebilirsiniz. Solunum fizyolojisinde hacimlere genellikle solunum süreci sırasında dinamik olarak değişen ve solunum sisteminin fonksiyonel durumunu karakterize eden göstergeler denir. Konteyner, içerisinde solunum döngüsünün ve gaz değişiminin gerçekleştiği, kısa sürede değiştirilemeyen bir rezervuardır. Tüm pulmoner hacimler ve kapasiteler için referans noktası sessiz ekspirasyon düzeyidir.
Akciğer hacimleri. Dinlenme sırasında tidal hacim, akciğerlerdeki toplam hava hacmiyle karşılaştırıldığında küçüktür. Bu nedenle, bir kişi büyük miktarda ek havayı hem soluyabilir hem de verebilir. Bu hacimlere sırasıyla inspiratuar yedek hacim ve ekspiratuar yedek hacim denir. Ancak alveollerde en derin nefes verişte bile solunum yolları bir miktar hava kalır. Bu, bir spirogram kullanılarak ölçülmeyen sözde artık hacimdir (bunu ölçmek için oldukça karmaşık ekipman ve hesaplamalar kullanılır, inert gazlar kullanılır). Bir yetişkinde yaklaşık 1,5 litredir, çocuklarda ise önemli ölçüde daha azdır.
Pirinç. 23. Spirogram: akciğer kapasitesi ve bileşenleri
A - spirogram diyagramı: 1 - inspiratuar rezerv hacmi; 2 - gelgit hacmi; 3 - yedek ekspiratuar hacim; 4 - artık hacim; 5 - fonksiyonel artık kapasite; 6 - inhalasyon kapasitesi; 7 - hayati kapasite; 8 - toplam akciğer kapasitesi; B - akciğerlerin hacimleri ve kapasiteleri: / - genç sporcular; // - eğitimsiz okul çocukları ( ortalama yaş 13 yaşında) (A.I. Osipov'a göre, 1964). Çubukların üzerindeki sayılar toplam kapasitenin ortalama değerleridir. Sütunlardaki sayılar, akciğer hacimlerinin toplam kapasitenin yüzdesi olarak ortalama değerleridir; çubukların solundaki sayılar spirogramdaki gösterimlere karşılık gelir
Akciğerlerin hayati kapasitesi. İnspirasyon yedek hacmi, tidal hacim ve ekspiratuar yedek hacminin toplam değeri: hayati kapasite akciğerler (VC), solunum sisteminin durumunun en önemli göstergelerinden biridir. Bunu ölçmek için, mümkün olduğu kadar derin nefes aldıktan sonra mümkün olduğu kadar derin nefes vermeniz gereken çeşitli tasarımlara sahip spirometreler kullanılır - bu hayati hayati kapasite olacaktır. Yaşamsal kapasite vücut büyüklüğüne ve dolayısıyla yaşa bağlıdır ve ayrıca insan vücudunun işlevsel durumuna ve fiziksel uygunluğuna da çok bağlıdır. Her ikisi de sporla, özellikle de dayanıklılık egzersizleriyle meşgul olmayan erkeklerin yaşam kapasitesi kadınlara göre daha yüksektir. Hayati kapasitenin değeri, farklı fiziki yapıya sahip insanlar arasında önemli ölçüde farklılık gösterir: Brakimorfik tiplerde nispeten küçüktür ve dolikomorfik tiplerde çok büyüktür. Yaşamsal kapasiteyi okul çağındaki çocukların ve zorunlu askerlik yapanların fiziksel gelişiminin göstergelerinden biri olarak kullanmak gelenekseldir. Vital vital kapasite ancak çocuğun aktif ve bilinçli katılımıyla ölçülebilir, dolayısıyla 3 yaş altı çocuklara ilişkin neredeyse hiçbir veri yoktur.
Tablo 9
Çocuklarda ve ergenlerde akciğerlerin hayati kapasitesi (ml olarak)
|
Yaşam yılları |
|||||||||
|
Erkekler |
|||||||||
İsmine rağmen hayati kapasite, gerçek "yaşam" koşullarındaki solunum parametrelerini yansıtmaz, çünkü yüksüz bir kişi, tüm yedek nefes alma hacmini ve yedek nefes verme hacmini kullanarak nefes alır.
Diğer konteynerler. Sessiz bir nefes verme sonrasında tam nefes alma durumunda akciğerlerde havanın kaplayabileceği alana nefes alma kapasitesi denir. Bu kapasite tidal hacim ve inspirasyon yedek hacminden oluşur.
Ekspiratuar rezerv hacmi ve hiçbir zaman birlikte nefes verilemeyen rezidüel hacim, akciğerlerin fonksiyonel rezidüel kapasitesini (FRC) oluşturur. FRC'nin fizyolojik anlamı tampon bölge rolü oynamasıdır. Alveol boşluğundaki varlığı sayesinde solunum sırasında O2 ve CO2 konsantrasyonlarındaki dalgalanmalar yumuşatılır. Bu, pulmoner gaz değişiminin fonksiyonunu stabilize ederek alveoler boşluktan kan dolaşımına oksijenin ve ters yönde karbondioksitin düzgün bir akışını sağlar.
Toplam akciğer kapasitesi, hayati kapasite ve rezidüel hacmin veya dört akciğer hacminin toplamıdır: tidal, rezidüel, inspiratuar ve ekspiratuar yedek hacimler. Toplam akciğer kapasitesi yaşla birlikte vücut büyüklüğüyle orantılı olarak artar.
Nefes kontrolü. Nefes almak, bir yandan otomatik olarak gerçekleştirilen, diğer yandan bilince tabi olabilen vücudun işlevlerinden biridir. Otomatik solunum medulla oblongata'da bulunan solunum merkezi tarafından sağlanır. Solunum merkezinin tahrip olması solunum durmasına yol açar. Solunum merkezinde ritmik olarak ortaya çıkan uyarma darbeleri, santrifüj nöronlar aracılığıyla solunum kaslarına iletilerek nefes alma ve nefes vermenin değişmesi sağlanır. Solunum merkezinde periyodik impulsların ortaya çıkmasının, beynin bu alanını oluşturan nöronlardaki döngüsel metabolik süreçlerden kaynaklandığına inanılmaktadır. Solunum merkezinin aktivitesi, çok sayıda doğuştan ve edinilmiş refleksin yanı sıra kandaki oksijen gerginliğini, karbon dioksiti ve pH seviyelerini kontrol eden kemoreseptörlerden ve solunum kaslarının gerilme derecesini izleyen mekanoreseptörlerden gelen uyarılar tarafından düzenlenir. , akciğer dokusu ve diğer birçok parametre. Refleks yayları nefes almanın tamamlanması nefes vermenin başlangıcını uyaracak ve nefes vermenin sonu nefes almanın başlangıcı için bir refleks uyaran olacak şekilde tasarlanmıştır.
Aynı zamanda nefesin kontrolünü ele geçirebilen serebral korteksin aktivitesi nedeniyle tüm bu refleksler bir süreliğine bastırılabilir. Bu tür nefes almaya gönüllü denir. Özellikle nefes egzersizleri yaparken, dalış yaparken, gaz veya duman koşullarına maruz kalındığında ve diğer nadir faktörlere uyumun gerekli olduğu durumlarda kullanılır. Ancak istemli nefes tutmayla birlikte, er ya da geç solunum merkezi bu işlevin kontrolünü ele alır ve bilincin başa çıkamayacağı zorunlu bir uyarı verir. Bu, solunum merkezinin hassasiyet eşiğine ulaşıldığında meydana gelir. Vücut ne kadar olgun ve fiziksel olarak eğitilmişse, bu eşik ne kadar yüksekse, solunum merkezinin homeostazisteki sapmaları da o kadar büyük olabilir. Örneğin özel eğitimli dalgıçlar nefeslerini 3-4 dakika, hatta bazen 5 dakika tutabilirler - su altında önemli bir derinliğe inmeleri ve orada istenen nesneyi aramaları gereken süre. Örneğin deniz incileri, mercanlar, süngerler ve diğer bazı "deniz ürünleri" çıkarılır. Çocuklarda yarı büyüme sıçraması tamamlandıktan sonra solunum merkezinin bilinçli kontrolü mümkündür. 6-7 yaşından sonra genellikle bu yaşlarda çocuklar nefeslerini tutmayı içeren stillerde (emekleme, yunus) dalmayı ve yüzmeyi öğrenirler.
İnsanın doğduğu an, onun ilk nefes aldığı andır. Nitekim anne karnında dış solunum işlevi yerine getirilememiş, oksijen ihtiyacı anne vücudundan plasenta yoluyla sağlanarak sağlanmaktaydı. Bu nedenle, doğum anında fonksiyonel solunum sistemi normalde tamamen olgunlaşmış olsa da, doğum eylemi ve yenidoğan dönemindeki yaşam koşullarıyla ilişkili bir takım özelliklere sahiptir. Özellikle çocuklarda solunum merkezinin aktivitesi bu dönemde nispeten düşük ve istikrarsızdır, bu nedenle çocuk genellikle ilk nefesini doğum kanalından çıktıktan hemen sonra değil, birkaç saniye, hatta dakika sonra alır. Bazen çocuğun kalçasına basit bir tokat ilk nefesi başlatmak için yeterlidir, ancak bazen apne (nefes darlığı) devam eder ve birkaç dakika sürerse asfiksi durumuna dönüşebilir. Doğum sürecinin oldukça tipik bir komplikasyonu olan asfiksi, sonuçları nedeniyle son derece tehlikelidir: Sinir hücrelerinin oksijen açlığı, normal işleyişinin bozulmasına yol açabilir. Bu nedenle yenidoğanların sinir dokusu oksijen eksikliğine ve aşırı asidik metabolik ürünlere karşı çok daha az duyarlıdır. Bununla birlikte, uzun süreli asfiksi (onlarca dakika), merkezi sinir sisteminin aktivitesinde bazen yaşamın geri kalanını etkileyebilecek önemli rahatsızlıklara yol açar.
2-3 yaşına gelindiğinde çocuklarda solunum merkezinin hassasiyeti keskin bir şekilde artar ve yetişkinlere göre daha yüksek hale gelir. İleride 10-11 yıla kadar yavaş yavaş azalır. Ergenlik döneminde yine solunum merkezinin duyarlılığında geçici bir artış olur, bu da ergenlik süreçlerinin tamamlanmasıyla ortadan kalkar.
Solunum organlarının yapısında ve işlevselliğinde yaşa bağlı değişiklikler. Yaşla birlikte, solunum sisteminin tüm anatomik bileşenlerinin boyutu artar ve bu, yaşa bağlı fonksiyonel değişikliklerin yönünü büyük ölçüde belirler. Trakea ve bronşların, bronşiyollerin, alveollerin anatomik lümenlerinin mutlak özellikleri, toplam akciğer kapasitesi ve bileşenleri, yaklaşık olarak vücut yüzey alanındaki artışla orantılı olarak artar. Aynı zamanda, erken yaşta oksidatif süreçler de dahil olmak üzere metabolik süreçlerin daha yüksek yoğunluğu, artan oksijen tedarikini gerektirir, bu nedenle solunum sisteminin göreceli göstergeleri çocuklarda önemli ölçüde daha yüksek bir oksijen gerginliğini yansıtır. Erken yaş- yaklaşık 10-11 yaşına kadar. Ancak, açıkça daha düşük verimlilik ve etkinliğe rağmen, solunum sistemiÇocuklarda yetişkinlerde olduğu kadar güvenilir bir şekilde çalışır. Bu, özellikle akciğerlerin geniş difüzyon kapasitesi nedeniyle tercih edilir; oksijen ve karbon dioksit molekülleri için alveollerin ve kılcal damarların daha iyi geçirgenliği.
Gazların kan yoluyla taşınması
Vücuda akciğerler yoluyla giren oksijenin tüketicilerine - vücudun tüm hücrelerine, bazen "kaynaktan" onlarca santimetre (ve bazı büyük hayvanlarda - birkaç metre) uzaklıkta bulunanlara iletilmesi gerekir. Difüzyon süreçleri, maddeleri hücresel metabolizmanın ihtiyaçları için yeterli bir hızda bu mesafelere taşıyamaz. Sıvı ve gazları taşımanın en akılcı yolu boru hatları kullanmaktır. İnsanlar ekonomik faaliyetlerinde, önemli miktarlarda su, petrol, doğal gaz ve diğer birçok maddenin sürekli hareketinin gerekli olduğu yerlerde uzun ve yaygın olarak boru hatlarına sahiptir. Yer çekimi kuvvetine direnmek ve sıvının aktığı borulardaki sürtünme kuvvetinin üstesinden gelmek için insan bir pompa icat etti. Ve boru hattındaki basınç azaldığında sıvının geri dönmeden yalnızca doğru yönde akmasını sağlamak için vanalar icat edildi - yalnızca tek yönde açılan kapılara benzer cihazlar.
İnsan vücudunun ana taşıma sistemi olan dolaşım sistemi de tamamen aynı şekilde yapılandırılmıştır. Kanın kalpten tek yönlü akışını sağlayan ve damarlarda kanın ters akışını önleyen borular-damarlar, pompa-kalp ve çok sayıda valften oluşur. Kılcal damarlar gibi küçük tüplere ayrılan kan damarları hemen hemen her hücreye ulaşır, onlara besin ve oksijen sağlar ve diğer hücrelerin ihtiyaç duyduğu veya vücudun kurtulması gereken atık ürünlerini uzaklaştırır. Memelilerde ve insanlarda dolaşım sistemi, kalp kasının döngüsel kasılmasıyla sağlanan, içinden tek bir kan akışının geçtiği kapalı bir damar ağıdır. Hücrelere oksijen sağlama görevi birçok hayati görev arasında ilk sırada yer aldığından, yüksek hayvanların ve insanların dolaşım sistemi, havadaki en verimli gaz değişimine özel olarak uyarlanmıştır. Bu, kapalı damar boru hattının küçük ve büyük olmak üzere iki izole daireye bölünmesiyle sağlanır; bunlardan ilki kan ile çevre arasında gaz alışverişini sağlar ve ikincisi kan ile vücut hücreleri arasında gaz alışverişini sağlar.
Küçük ve büyük daire ve kan dolaşımı (Şekil 24). Arterler kanı kalpten organlara ve dokulara taşıyan damarlardır. Kalbin çalışmasının yarattığı yüksek basınçlara dayanması gereken güçlü ve oldukça kalın bir duvarları vardır. Yavaş yavaş daha küçük damarlara (arterioller ve kılcal damarlar) dallanan arterler, kanı tüm dokulara getirir. Kanı dokulardan taşıyan damarlara toplardamar denir. Daha küçük damarlar (kılcal damarlar ve venüller) birleşip genişledikçe oluşurlar. Damarların duvarları çok sağlam değildir ve yüksek tansiyonla uğraşmaları gerekmediği için içlerinde kan olmadığında kolayca çökerler. Kanın ters yönde akmasını önlemek için damarlarda, bir şey kanın ters yönde akmasına neden olursa kanı tutan özel valfler bulunur. Bu tasarım sayesinde iskelet kaslarının içinden geçen damarlar ek pompa görevi görür; kaslar kasılarak kanı damarlardan dışarı iter, gevşeyerek de damarlara yeni bir miktar kan girmesini sağlar. İçlerindeki kanın hareketi yalnızca tek yönde - kalbe doğru - olabildiği için, böyle bir "kas pompası", kas aktivitesi sırasında kan dolaşımına önemli bir katkı sağlar.
Pulmoner dolaşım, pulmoner arterin çıktığı sağ ventrikülden başlar. Hemen hemen iki akıntıya ayrılır - sağda ve sol akciğer. Akciğerlere ulaşan pulmoner arterler, en incesi bireysel pulmoner vezikülleri (alveoller) yıkayan birçok kılcal damara bölünür. Alveollerdeki kan ile hava arasında gaz alışverişinin gerçekleştiği yer burasıdır. Gaz değişimini kolaylaştırmak için akciğer kılcal damarları yalnızca tek hücre katmanından oluşur.
Pirinç. 24. Kan dolaşım şeması
Vücuttaki diğer tüm arterlerden farklı olarak pulmoner arterler oksijenden fakir ve karbondioksitten zengin kan taşır. Bu kana "venöz" adı verilir çünkü vücudun her yerindeki damarlarda (akciğer damarları hariç) akar. Bu kan zaten sistemik dolaşımın damarlarından geçmiş, içerdiği oksijeni vermiş ve akciğerlerde atılması gereken karbondioksiti toplamıştır.
Akciğerlerden çıkan damarlar ise tam tersine “arteriyel” kan, yani oksijenle doymuş ve neredeyse karbondioksit içermeyen kan taşır. Bu nedenle pulmoner dolaşım, oksijenli kanın hareketi yönünde sistemik dolaşımdan temel olarak farklıdır.
Pulmoner damarlar oksijenli kanı sol atriyuma taşır. Atriyum kanla dolduğunda kasılır ve kanın bu kısmını sol ventriküle iter. Burası geniş kan dolaşımı çemberinin başladığı yerdir.
Vücudun en büyük damarı olan aort, sol karıncıktan çıkar. Bu, kalbin periyodik kasılmaları sırasında oluşan çok büyük basınç farklılıklarına dayanabilen oldukça kısa ama çok güçlü bir tüptür. Göğüste bile aort, bazıları oksijen açısından zengin arteriyel kanı başa ve vücudun üst kısmındaki organlara, diğerleri ise alt gövdedeki organlara taşıyan birkaç büyük artere ayrılır. Büyük ana gemilerden giderek daha fazla yenisi art arda ayrılıyor. küçük gemiler, vücudun belirli bölgelerine kan taşımak. Böylece hem beyne hem de başkalarına en önemli organlar Her zaman taze, oksijenli kan sağlanır.
Bu kuralın tek istisnası, arteriyel ve venöz kanın karıştığı karaciğerdir. Ancak bunun derin bir fizyolojik anlamı vardır. Bir yandan karaciğer, hepatik arter yoluyla taze arteriyel kan alır; hücrelerine gerekli miktarda oksijen tamamen sağlanır. Öte yandan karaciğer, bağırsakta emilen besinleri kendisiyle birlikte taşıyan portal damara girer. Bağırsaklardan akan tüm kan, sindirim sisteminde emilebilecek çeşitli toksinlere ve tehlikeli maddelere karşı ana koruma organı olan karaciğerden geçer. Karaciğerin güçlü oksidatif sistemleri tüm şüpheli molekülleri “yakar” ve onları zararsız metabolik ürünlere dönüştürür.
Tüm organlardan kan, birleşerek giderek daha büyük birleşik damarlar oluşturan damarlarda toplanır. Vücudun alt kısmından kanı toplayan alt vena kava ve vücudun üst kısmından kanı boşaltan üstün vena kava, sağ atriyuma boşalır ve oradan da sağ ventriküle itilir. Bu andan itibaren kan tekrar pulmoner dolaşıma girer.
Lenf sistemi. Vücudun ikinci taşıma sistemi ağdır lenf damarları. Lenf pratikte oksijen taşınmasına katılmaz, ancak büyük önem Besinlerin (özellikle lipitlerin) vücutta dağılımının yanı sıra vücudu yabancı cisimlerin ve tehlikeli mikroorganizmaların girişinden korumak için. Lenfatik damarlar yapı olarak damarlara benzer; ayrıca içlerinde tek yönlü sıvı akışı sağlayan valfler bulunur, ancak buna ek olarak lenfatik damarların duvarları bağımsız olarak kasılma yeteneğine sahiptir ("lenfatik kalpler"). Merkezi bir pompa olmadan, lenf sistemi sıvının bu lenfatik kalplerden geçmesini ve iskelet kaslarının kasılmasını sağlar. Lenfatik damarların yolu boyunca, özellikle birleştiği yerde, esas olarak koruyucu (bağışıklık) işlevleri yerine getiren lenf düğümleri oluşur. Negatif baskı oluştu Göğüs boşluğu solunduğunda lenfi, lenf kanallarının damarlara boşaldığı göğse doğru itecek bir kuvvet görevi de görür. Böylece lenfatik sistem dolaşım sistemi ile birleşerek vücudun tek bir taşıma ağına dönüşür.
Kalp ve yaşa bağlı özellikleri. Dolaşım sisteminin ana pompası - kalp - 4 odaya bölünmüş kaslı bir torbadır: iki atriyum ve iki ventrikül (Şekil 25). Sol atriyum, mitral kapağın bulunduğu çıkıntıdaki bir açıklık ile sol ventriküle bağlanır. Sağ atriyum, triküspit kapağı kapatan bir açıklık ile sağ ventriküle bağlanır. Kalbin sağ ve sol yarısı birbirine bağlı değildir, bu nedenle kalbin “venöz” yarısı her zaman kalbin sağ yarısında bulunur. oksijen açısından fakir kan ve solda - oksijenle doymuş “arteriyel”. Sağ (pulmoner arter) ve sol (aort) ventriküllerin çıkışı benzer tasarımlarla kapatılmıştır. yarım ay valfleri. Gevşeme döneminde bu büyük damarlardan kanın kalbe geri dönmesini engellerler.
Formasyon kardiyovasküler sistemin fetüste çok erken başlar - zaten gebe kaldıktan sonraki 3. haftada, kalp kasının daha sonra oluşturulduğu periyodik kasılma aktivitesine sahip bir grup hücre ortaya çıkar. Ancak doğum anında bile embriyonik kan dolaşımının bazı özellikleri korunur (Şekil 26). Embriyonik dönemde oksijen ve besin kaynağı akciğerler ve sindirim sistemi değil, göbek kordonu aracılığıyla fetüse bağlanan plasenta olduğundan, kalbin iki bağımsız yarıya kesin bir şekilde bölünmesine gerek yoktur. Ayrıca pulmoner kan akımının henüz fonksiyonel bir anlamı olmadığı için bu bölümün ana dolaşıma dahil edilmemesi gerekmektedir. Bu nedenle fetüs, her iki atriyumu birbirine bağlayan oval bir foramene ve ayrıca aort ile pulmoner arteri birbirine bağlayan özel bir duktus arteriosus'a sahiptir. Doğumdan hemen sonra bu şant kanalları kapanır ve iki devre yetişkinlerdeki gibi çalışmaya başlar.
Pirinç. 25. Kalbin yapısı
oval delik
Pirinç. 26. A - fetüsün kalbi; B - doğumdan sonra bebeğin kalbi. Oklar kan akışının yönünü gösterir
Kalbin duvarlarının büyük kısmı kas tabakası (miyokard) olmasına rağmen, kalbi dış etkenlerden koruyan ve duvarlarını güçlendiren, operasyon sırasında büyük bir baskıya maruz kalan birkaç ek doku katmanı daha vardır. Bu koruyucu tabakalara perikard denir. Kalp boşluğunun iç yüzeyi, özellikleri kasılmalar sırasında kan hücrelerine zarar vermemeyi mümkün kılan endokard ile kaplıdır. Kalp, göğsün sol tarafında (bazı durumlarda farklı bir konum olmasına rağmen) "yukarı" aşağıda olacak şekilde bulunur.
Yetişkin bir insanda kalbin ağırlığı vücut ağırlığının %0,5'i kadardır; yani erkeklerde 250-300 gr, kadınlarda ise yaklaşık 200 gr. Çocuklarda kalbin göreceli boyutu biraz daha büyüktür (vücut ağırlığının yaklaşık %0,7'si). Bir bütün olarak kalp, vücut büyüklüğünün artmasıyla orantılı olarak artar. İlk 8 ay boyunca. Doğumdan sonra kalbin ağırlığı, yeni doğmuş bir bebeğin kalbinin ağırlığına göre 3 yılda 3 kat, 5 yılda 4 kat ve 16 yılda 11 kat iki katına çıkar. Erkeklerin kalpleri genellikle kızlardan biraz daha büyüktür; sadece ergenlik döneminde olgunlaşmaya başladı kızlar daha önce daha büyük bir kalbe sahip olmak.
Atriyal miyokard ventriküler miyokarddan çok daha incedir. Bu anlaşılabilir bir durumdur: Atriyumun işi, kanın bir kısmını valfler aracılığıyla bitişik ventriküle pompalamaktır, oysa ventriküllerin kana, onu kılcal ağın en uzak kısımlarına ulaşmaya zorlayacak kadar bir hızlanma vermesi gerekir. kalp. Aynı nedenden dolayı, sol ventrikül miyokardı sağ ventrikül miyokardından 2,5 kat daha kalındır: kanı pulmoner dolaşıma itmek, sistemik dolaşımdan çok daha az çaba gerektirir.
Kalp kası iskelet kaslarına benzer liflerden oluşur. Bununla birlikte, kalp, kasılma aktivitesine sahip yapıların yanı sıra, uyarımın miyokardın tüm bölümlerine hızlı bir şekilde iletilmesini ve senkronize periyodik kasılmasını sağlayan başka bir iletken yapı da içerir. Kalbin her bir kısmı prensipte bağımsız (kendiliğinden) periyodik kasılma faaliyeti gerçekleştirme yeteneğine sahiptir, ancak normal olarak kalp kasılması, kalp pili veya kalp pili adı verilen ve üst kısımda yer alan hücrelerin belirli bir kısmı tarafından kontrol edilir. sağ atriyumun bir kısmı (sinüs düğümü). Burada saniyede yaklaşık 1 kez (yetişkinlerde; çocuklarda - çok daha sık) bir frekansla otomatik olarak üretilen dürtü, sağ tarafa ayrılan atriyoventriküler düğüm olan Hiss demetini içeren kalbin iletim sistemi boyunca yayılır. ve ventriküler miyokardın kütlesinde dallanan sol bacaklar ( Şekil 27). Çoğu kardiyak aritmi, iletim sisteminin liflerindeki bir tür hasarın sonucudur. Miyokard enfarktüsü (kas liflerinin bir kısmının ölümü), Hiss demetinin her iki dalının aynı anda etkilendiği durumlarda en tehlikelidir.
Pirinç. 27. İletkenin şematik gösterimi
kalp sistemi 1 - sinüs düğümü; 2 - atriyoventriküler düğüm; 3 - Hiss paketi; 4 ve 5 - Hiss demetinin sağ ve sol bacakları; 6 - iletken sistemin terminal dalları
Kalp döngüsü. Sinüs düğümünde otomatik olarak oluşan uyarı, kulakçıkların kasılma liflerine iletilir ve kulakçık kasları kasılır. Bu aşama kalp döngüsü atriyal sistol denir. Yaklaşık 0,1 saniye sürer. Bu süre zarfında kulakçıklarda biriken kanın bir kısmı karıncıklara doğru hareket eder. Bundan hemen sonra 0,3 saniye süren ventriküler sistol meydana gelir. Karıncık kaslarının kasılması sırasında kan, yüksek basınç altında içlerinden aorta ve pulmoner arterlere doğru itilir. Daha sonra 0,4 saniye süren bir gevşeme (diyastol) dönemi gelir. Bu sırada damarlara giren kan, rahatlamış atriyumun boşluğuna girer.
Kalbin oldukça önemli mekanik çalışmasına mekanik ve akustik etkiler eşlik eder. Yani avucunuzun içini göğsünüzün sol tarafına koyarsanız, kalbin her kasılmada yaptığı periyodik atışları hissedebilirsiniz. Nabız (büyük damarların duvarlarının kalp atış hızına eşit frekansta düzenli dalga benzeri salınımları) karotid arterde, kolun radyal arterinde ve diğer noktalarda da hissedilebilir. Kulağınızı veya özel bir dinleme tüpünü (steteskopu) göğsünüze veya sırtınıza yerleştirirseniz, kalbin kasılmasının birbirini takip eden aşamalarında oluşan ve kendine has karakteristik özelliklere sahip olan seslerini duyabilirsiniz. Çocuklarda kalp sesleri, çocuk doktorları tarafından çok iyi bilinen, yetişkinlerdeki ile aynı değildir. Kalbi dinlemek ve nabzı hissetmek, Orta Çağ'da doktorların hastanın durumunu belirlediği ve gözlenen semptomlara bağlı olarak tedaviyi reçete ettiği en eski teşhis teknikleridir. Tibet tıbbında nabzın uzun süreli (onlarca dakika) sürekli izlenmesi hala ana teşhis tekniği olarak hizmet vermektedir. Modern tıpta ekokardiyografi (atan kalbin dokularından yansıyan ultrasonik dalgaların kaydedilmesi), fonokardiyografi (kasılmalar sırasında kalbin ürettiği ses dalgalarının kaydedilmesi) ve ayrıca kalp ritminin spektral analizi (özel bir yöntem) yöntemleri kullanılmaktadır. Kardiyogramın matematiksel olarak işlenmesi) yaygın olarak kullanılmaktadır. Çocuklarda kalp atış hızı değişkenliğinin incelenmesi, özellikle eğitimsel ve fiziksel aktivite sırasındaki uyum yeteneklerini değerlendirmek için kullanılır.
Pirinç. 28. Normal EKG insan vücudunun yüzeyinden kalbin uzun ekseni yönünde iki kutuplu kaçırılma yoluyla elde edilen
Elektrokardiyogram (Şekil 28). Kalp bir kas olduğundan, çalışması her türlü kasın kasılmasına her zaman eşlik eden biyolojik elektriksel potansiyellerin ortaya çıkmasına neden olur. Yeterince güçlü olduğunda, bu kasılmalar tüm vücuda yayılan güçlü elektriksel uyarı akımlarına neden olur. Bu tür kasılmalar sırasındaki akım voltajı voltun yaklaşık binde biri kadardır, yani. özel bir potansiyometre kullanarak kayıt yapmak için oldukça yeterli bir değer. Kayıt amaçlı cihaz elektriksel aktivite kalbe elektrokardiyograf, onun kaydettiği eğriye ise elektrokardiyogram (EKG) adı verilir. Vücudun farklı yerlerinden akım ileten elektrotlar (metal plakalar) kullanılarak EKG kaydetme potansiyelini ortadan kaldırmak mümkündür. Tıbbi uygulamada en sık kullanılan EKG uçları iki koldan veya bir kol ve bir bacaktan (simetrik veya asimetrik olarak) ve ayrıca göğüs yüzeyinden bir dizi uçtan. Lead'in konumu ne olursa olsun, EKG her zaman aynı sırayla değişen aynı dalgalara sahiptir. EKG uçlarının yerleri bu dalgaların yalnızca yüksekliğini (genliğini) etkiler.
EKG dalgaları genellikle P, Q, R, S ve T Latin harfleriyle gösterilir. Dalgaların her biri vücuttaki elektriksel ve dolayısıyla metabolik süreçler hakkında bilgi taşır. Çeşitli bölgeler Miyokard, kalp döngüsünün farklı aşamalarında. Özellikle, P dalgası atriyal sistolü yansıtır, QRS kompleksi ventriküler sistolü karakterize eder ve T dalgası diyastol sırasında miyokardda iyileşme süreçlerinin oluşumunu gösterir.
Fetusun kalbinin elektriksel darbesi, kendisinin ve annenin vücudunun iletken dokuları boyunca kolayca yayıldığı için, fetüslerde bile EKG kaydı mümkündür. Çocukların EKG'sinde temel bir farklılık yoktur: aynı dalgalar, aynı sıra, aynı fizyolojik anlam. Farklılıklar, dalgaların genlik özelliklerinde ve kalbin evreleri arasındaki bazı ilişkilerde yatmaktadır ve temel olarak kalp boyutunda yaşa bağlı bir artışı ve otonom sinir sisteminin parasempatik bölümünün rolünde yaşla birlikte bir artışı yansıtmaktadır. Miyokardın kasılma aktivitesinin kontrolünde.
Kan akış hızı. Her kasılmada karıncıklar içlerindeki tüm kanı dışarı atar. Sistol sırasında kalp tarafından dışarı itilen bu sıvı hacmine atım çıkışı veya atım (sistolik) hacmi denir. Bu gösterge yaşla birlikte kalp büyüklüğündeki artışla orantılı olarak artar. Bir yaşındaki çocuklarda kasılma başına 10 ml'den biraz fazla kan pompalayan bir kalp bulunurken, 5-16 yaş arası çocuklarda bu değer 25 ml'den 62 ml'ye çıkar. Atım sayısı ile nabız hızının çarpımı, 1 dakikada kalpten geçen kan miktarını gösterir ve dakika kan hacmi (MBV) olarak adlandırılır. Bir yaşındaki çocuklarda IOC 1,2 l/dak'tır, okul çağında 2,6 l/dak'ya yükselir ve genç erkeklerde ve yetişkinlerde 4 l/dak veya daha fazlasına ulaşır.
Çeşitli yükler altında, oksijen ve besin ihtiyacı arttığında IOC oldukça önemli ölçüde artabilir ve çocuklarda genç yaş esas olarak kalp atış hızındaki artışa bağlıdır ve ergenlerde ve yetişkinlerde ayrıca egzersiz sırasında iki katına çıkabilen şok çıkışındaki artışa bağlıdır. Eğitimli insanlarda, kalp genellikle büyüktür, sıklıkla yetersiz derecede genişlemiş bir sol ventrikül ("atletik kalp" olarak adlandırılır) vardır ve bu tür sporcuların vuruş çıkışı, dinlenme sırasında bile eğitimsiz bir kişininkinden 2,5-3 kat daha yüksek olabilir. kişi. Sporcularda IOC değeri de özellikle kaslardaki oksidatif sistemlerin ve buna bağlı olarak vücudun taşıma sistemlerinin maksimum gerilimini gerektiren yükler altında 2,5-3 kat daha yüksektir. Aynı zamanda eğitimli kişilerde fiziksel aktivite, eğitimsiz kişilere göre kalp atış hızında daha küçük bir artışa neden olur. Bu durum, kondisyon düzeyini ve "170 atım/dakikalık nabızdaki fiziksel performansı" değerlendirmek için kullanılır.
Kan akışının hacimsel hızı (yani, dakikada kalpten geçen kan miktarı), kanın ve onu oluşturan hücrelerin damarlar içindeki doğrusal hareketinin doğrusal hızı ile çok az bağlantılı olabilir. Gerçek şu ki, doğrusal hız yalnızca aktarılan sıvının hacmine değil, aynı zamanda bu sıvının içinden aktığı borunun lümenine de bağlıdır (Şekil 29). Kalpten uzaklaştıkça, arterlerin, arteriyollerin ve kılcal damarların damarlarının toplam lümeni büyür, çünkü sonraki her dallanmayla damarların toplam çapı artar. Bu nedenle, kan hareketinin en yüksek doğrusal hızı, en kalın kan damarı olan aortta gözlenir. Burada kan 0,5 m/s hızla akmaktadır. Toplam lümeni aortun kesit alanından yaklaşık 1000 kat daha büyük olan kılcal damarlara ulaşan kan, yalnızca 0,5 mm / s gibi düşük bir hızda akar. Kanın dokuların derinlerinde bulunan kılcal damarlardan yavaş akışı, kan ve çevre dokular arasında gazların ve diğer maddelerin tam değişimi için yeterli zamanı sağlar. Kan akışının hızı, kural olarak, metabolik süreçlerin yoğunluğu için yeterlidir. Bu, kan akışını düzenleyen homeostatik mekanizmalar tarafından sağlanır. Yani, asit dokularının aşırı beslenmesi durumunda
Vücudun her hücresinde sürekli olarak meydana gelen redoks reaksiyonları, sürekli bir oksidasyon substratı (karbonhidratlar, lipitler ve amino asitler) ve bir oksitleyici madde - oksijen gerektirir. Vücudun etkileyici besin rezervleri vardır - karbonhidrat ve yağ depolarının yanı sıra iskelet kaslarında büyük miktarda protein kaynağı, bu nedenle nispeten uzun (birkaç gün) oruç bile bir kişiye ciddi zarar vermez. Ancak vücutta, oksimiyoglobin formundaki kaslarda bulunan az miktarda oksijen dışında neredeyse hiç oksijen rezervi yoktur, bu nedenle, bir kişi tedariki olmadan yalnızca 2-3 dakika hayatta kalabilir, bundan sonra sözde " klinik ölüm” meydana gelir. Beyin hücrelerine oksijen beslemesi 10-20 dakika içinde yeniden sağlanmazsa, içlerinde fonksiyonel özelliklerini bozacak ve tüm organizmanın hızlı ölümüne yol açacak biyokimyasal değişiklikler meydana gelecektir. Vücuttaki diğer hücreler aynı ölçüde etkilenmeyebilir ancak sinir hücreleri oksijen eksikliğine karşı son derece hassastır. Bu nedenle vücudun merkezi fizyolojik sistemlerinden biri fonksiyonel oksijen tedarik sistemidir ve bu özel sistemin durumu çoğunlukla “sağlığı” değerlendirmek için kullanılır.
Vücudun oksijen rejimi kavramı. Oksijen vücutta oldukça uzun bir yol kat eder (Şekil 18). Gaz molekülleri şeklinde içeri girerek, zaten akciğerlerde bulunur ve vücut hücrelerine daha fazla taşınmasını sağlayan bir dizi kimyasal reaksiyona katılır. Orada mitokondriye giren oksijen, çeşitli organik bileşikleri oksitler ve sonuçta bunları suya ve karbondioksite dönüştürür. Bu formda oksijen vücuttan uzaklaştırılır.
Atmosferdeki oksijenin akciğerlere, sonra kana, oradan da dokulara ve hücrelere nüfuz ederek biyokimyasal reaksiyonlara girmesini sağlayan şey nedir? Açıkçası, bu gazın moleküllerinin tam olarak bu hareket yönünü belirleyen belli bir kuvvet vardır. Bu kuvvet bir konsantrasyon gradyanıdır. Atmosfer havasındaki oksijen içeriği intrapulmoner boşluğun (alveoler) havasından çok daha fazladır. Alveollerdeki (hava ile kan arasında gaz alışverişinin gerçekleştiği pulmoner veziküller) oksijen içeriği, venöz kandakinden çok daha yüksektir. Dokular arteriyel kandan çok daha az oksijen içerir ve mitokondri az miktarda oksijen içerir, çünkü bunlara giren bu gazın molekülleri hemen bir oksidatif reaksiyon döngüsüne girer ve kimyasal bileşiklere dönüştürülür. Atmosferden gelen oksijenin vücut hücrelerine nüfuz etmesinin bir sonucu olarak, çaba gradyanlarını yansıtan, kademeli olarak azalan konsantrasyonların bu kademesine genellikle vücudun oksijen rejimi denir (Şekil 19). Daha kesin olarak, oksijen rejimi, açıklanan kademenin niceliksel parametreleriyle karakterize edilir. Kaskadın üst basamağı, soluma sırasında akciğerlere nüfuz eden atmosferik havadaki oksijen içeriğini karakterize eder. İkinci adım alveol havasındaki O2 içeriğidir. Üçüncü adım, arteriyel kandaki oksijenle zenginleştirilmiş O2 içeriğidir. Ve son olarak dördüncü adım, içerdiği oksijeni dokulara veren toplardamar kanındaki oksijen gerilimidir. Bu dört adım, vücuttaki gaz değişiminin gerçek süreçlerini yansıtan üç "uçuş" oluşturur. 1. ve 2. adımlar arasındaki "uçuş", pulmoner gaz değişimine, 2. ve 3. adımlar arasında - kan yoluyla oksijen taşınmasına ve 3. ve 4. adımlar arasında - doku gazı değişimine karşılık gelir. Adımın yüksekliği ne kadar büyük olursa, konsantrasyon farkı da o kadar büyük olur ve bu aşamada oksijenin taşındığı gradyan da o kadar yüksek olur. Yaşla birlikte ilk “uçuşun” yüksekliği, yani pulmoner gaz değişiminin eğimi artar; ikinci “açıklık”, yani 02'nin kan yoluyla taşınmasının gradyanı, doku gaz değişiminin gradyanını yansıtan üçüncü "açıklığın" yüksekliği azalır. Doku oksidasyonunun yoğunluğunda yaşa bağlı bir azalma, yaşla birlikte enerji metabolizmasının yoğunluğundaki azalmanın doğrudan bir sonucudur.
Pirinç. 19. İnsanlarda oksijen taşınması (oklarla gösterilen yön)
Pirinç. 20. Solunan havada (I), alveollerde (A), arterlerde (a) ve damarlarda (K) oksijen gerilimi kademesi 5 yaşında bir erkek çocukta, 15 yaşında bir gençte ve 30- yaşındaki yetişkin
Böylece oksijenin vücut tarafından emilmesi, uzay ve zaman olarak ayrılan üç aşamada gerçekleşir. Akciğerlere hava pompalanması ve akciğerlerde gaz değişimi olan ilk aşamaya dış solunum da denir. İkinci aşama - gazların kan yoluyla taşınması - dolaşım sistemi tarafından gerçekleştirilir. Üçüncü aşamaya - oksijenin vücut hücreleri tarafından emilmesine - doku veya iç solunum denir.
KARBONDİOKSİT NEDİR?
Dünyadaki yaşam milyarlarca yıl boyunca gelişti yüksek konsantrasyon karbon dioksit. Ve karbondioksit metabolizmanın gerekli bir bileşeni haline geldi. Hayvan ve insan hücreleri yaklaşık yüzde 7 oranında karbondioksite ihtiyaç duyar. Ve oksijen sadece yüzde 2'dir. Embriyologlar bu gerçeği tespit etti. İlk günlerde döllenmiş yumurta neredeyse oksijensiz bir ortamdadır - oksijen onun için yıkıcıdır. Ve ancak implantasyon ve plasental kan dolaşımının oluşumu yavaş yavaş başladığında, aerobik enerji üretim yöntemi uygulanmaya başlar.
Fetal kan, yetişkin kanıyla karşılaştırıldığında az oksijen ve çok fazla karbondioksit içerir.
Biyolojinin temel yasalarından biri, her organizmanın kendi içinde olduğunu belirtir. kişisel Gelişim türünün tek hücreli canlıdan başlayarak son derece gelişmiş bir bireye kadar uzanan tüm evrimsel yolunu tekrarlar. Ve aslında hepimiz biliyoruz ki, anne karnında önce basit bir tek hücreli canlı, sonra çok hücreli bir sünger, sonra embriyo bir balığa, sonra bir semendere, bir köpeğe, bir maymuna ve son olarak da bir insana benziyordu. .
Sadece meyvenin kendisi değil, aynı zamanda gazlı ortamı da evrime uğrar. Fetal kan, bir yetişkininkinden 4 kat daha az oksijen ve 2 kat daha fazla karbondioksit içerir. Fetal kan oksijenle doymaya başlarsa anında ölür.
Aşırı oksijen tüm canlılar için zararlıdır çünkü oksijen, belirli koşullar altında hücre zarlarını tahrip edebilen güçlü bir oksitleyici maddedir.
Yeni doğmuş bir çocukta ilk solunum hareketlerinden sonra göbek atardamarından kan alındığında da yüksek düzeyde karbondioksit tespit edildi. Bu, annenin vücudunun, milyarlarca yıl önce gezegende olduğu gibi, fetüsün normal gelişimi için bir ortam yaratmaya çalıştığı anlamına mı geliyor?
Ancak başka bir gerçeği ele alalım: Dağcılar, şehir sakinleri arasında yaygın olan astım, hipertansiyon veya anjina pektoris gibi rahatsızlıklardan neredeyse hiç muzdarip değiller.
Bunun nedeni, üç ila dört bin metre yükseklikte havadaki oksijen içeriğinin çok daha az olması mı? Yükseklik arttıkça havanın yoğunluğu azalır ve buna bağlı olarak solunan hacimdeki oksijen miktarı da azalır, ancak çelişkili bir şekilde bunun insan sağlığına olumlu etkisi vardır.
Ovalarda hipoksiye neden olan egzersizlerin, dağ iklimine kolayca tahammül edebilenler için bile, dağda kalmaktan ziyade sağlık açısından daha faydalı olduğu dikkat çekici bir gerçektir. Bunun nedeni, seyrekleştirilmiş dağ havasını solurken kişinin daha fazla oksijen almak için normalden daha derin nefes almasıdır. Daha derin nefes almalar otomatik olarak daha derin nefes vermelere yol açar ve nefes verirken sürekli karbondioksit kaybettiğimiz için, nefes almamızın derinleşmesi çok fazla karbondioksit kaybetmemize neden olur ve bu da sağlığımızı olumsuz yönde etkileyebilir.
Bu arada dağ hastalığının sadece oksijen eksikliğiyle değil aynı zamanda derin nefes alma sırasında aşırı karbondioksit kaybıyla da ilişkili olduğunu belirtelim.
Koşma, yüzme, kürek çekme, bisiklete binme, kayak yapma gibi aerobik döngüsel egzersizlerin faydaları büyük ölçüde, vücudun oksijen ihtiyacı solunum kabiliyetini aştığında vücutta orta dereceli bir hipoksi modunun yaratılması gerçeğiyle belirlenir. Bu ihtiyacı karşılayan aparatlar ve hiperkapni, vücudun akciğerlerden salabileceğinden daha fazla karbondioksit ürettiği durumlarda ortaya çıkar.
Yaşam teorisi özet bu:
karbondioksit Dünya'daki tüm yaşamın beslenmesinin temelidir; havadan kaybolursa tüm canlılar ölür.
Karbondioksit vücuttaki tüm fonksiyonların ana düzenleyicisi, vücudun ana ortamı, tüm vitaminlerin vitaminidir. Tüm vitamin ve enzimlerin aktivitesini düzenler. Yeterli değilse, tüm vitaminler ve enzimler zayıf, kusurlu, anormal çalışır. Sonuç olarak metabolizma bozulur ve bu da alerjiye, kansere ve tuz birikmesine yol açar.
Gaz değişimi sürecinde oksijen ve karbondioksit birincil öneme sahiptir.
Oksijen vücuda havayla birlikte bronşlar yoluyla girer, sonra akciğerlere, oradan kana, kandan da dokulara girer. Oksijen bir tür değerli element gibi görünüyor, tüm yaşamın kaynağı gibi ve hatta bazıları onu yogadaki iyi bilinen "Prana" kavramıyla karşılaştırıyor. Artık yanlış görüş yok. Aslında oksijen, hücreyi tüm atıklardan arındırmaya ve bir bakıma yakmaya yarayan yenileyici bir elementtir. Hücre atıklarının sürekli olarak arıtılması gerekir, aksi takdirde artan zehirlenme veya ölüm meydana gelir. Beyin hücreleri zehirlenmeye en duyarlı hücrelerdir; dört dakika sonra oksijen olmadan (apne durumunda) ölürler.
Karbondioksit bu zincirden ters yönde geçer: Dokularda oluşur, daha sonra kana karışır ve oradan da solunum yoluyla vücuttan atılır.
Sağlıklı bir insanda karbondioksit ve oksijen oranı 3:1 olduğunda bu iki süreç sürekli bir denge halindedir.
Yaygın inanışın aksine karbondioksite vücut oksijenden daha az ihtiyaç duymaz. Karbondioksit basıncı serebral korteksi, solunum ve vazomotor merkezlerini etkiler, karbondioksit ayrıca merkezi sinir sisteminin çeşitli bölümlerinin tonunu ve aktivitesine belirli bir derecede hazır olmasını sağlar, kan damarlarının tonundan, bronşlardan, metabolizmadan, hormon salgılanmasından sorumludur. , kanın ve kumaşların elektrolit bileşimi. Bu, enzimlerin aktivitesini ve vücudun neredeyse tüm biyokimyasal reaksiyonlarının hızını dolaylı olarak etkilediği anlamına gelir. Oksijen bir enerji maddesi olarak görev yapar ve düzenleyici işlevleri sınırlıdır.
Karbondioksit yaşamın kaynağıdır ve vücut fonksiyonlarının yenileyicisidir, oksijen ise bir enerji kaynağıdır.
Antik çağda, gezegenimizin atmosferi karbondioksite oldukça doymuştu (%90'ın üzerinde), bu doğaldı ve şimdi de öyle. Yapı malzemesi yaşayan hücreler. Örnek olarak, bitki biyosentezinin reaksiyonu karbondioksitin emilmesi, karbonun kullanılması ve oksijenin salınmasıdır ve o zamanlar gezegende çok gür bir bitki örtüsü vardı.
Hayvansal proteinin biyosentezinde karbondioksit de yer alıyor ve bazı bilim insanları bunu şu şekilde görüyor: makul sebep Milyonlarca yıl önce dev hayvanların ve bitkilerin varlığı.
Yemyeşil bitki örtüsünün varlığı yavaş yavaş havanın bileşiminde bir değişikliğe yol açtı, karbondioksit içeriği azaldı, ancak iç koşullar Hücre performansı hâlâ yüksek karbondioksit içeriğiyle belirleniyordu. Dünya'da ortaya çıkan ve bitki yiyen ilk hayvanlar, karbondioksit içeriği yüksek bir atmosferdeydi. Bu nedenle, onların hücreleri ve daha sonra antik temellere dayanarak oluşturulanlar genetik hafıza Modern hayvanların ve insanların hücreleri kendi içlerinde (%6-8 karbondioksit ve %1-2 oksijen) ve kanda (%7-7,5 karbondioksit) bir karbondioksit ortamına ihtiyaç duyar.
Bitkiler, havadaki karbondioksitin neredeyse tamamını kullanıyor ve bunların çoğu, karbon bileşikleri halinde, bitkilerin ölümüyle birlikte toprağa düşerek minerallere (kömür, petrol, turba) dönüşüyor. Şu anda atmosferde yaklaşık %0,03 karbondioksit ve yaklaşık %21 oksijen bulunmaktadır.
Havanın yaklaşık %21 oranında oksijen içerdiği bilinmektedir. Aynı zamanda bunu %15'e düşürmenin veya %80'e çıkarmanın da vücudumuza hiçbir etkisi olmayacaktır. Akciğerlerden dışarı verilen havanın %14 ila %15 oranında oksijen daha içerdiği bilinmektedir ve bunun kanıtı da yöntemdir. suni teneffüs Aksi halde etkisiz olabilecek ağızdan ağza. %21 oksijenin yalnızca %6'sı vücut dokuları tarafından emilir. Oksijenden farklı olarak vücudumuz, karbondioksit konsantrasyonundaki şu veya bu yöndeki yalnızca% 0,1'lik bir değişikliğe anında tepki verir ve onu normale döndürmeye çalışır. Buradan karbondioksitin vücudumuz için oksijenden yaklaşık 60-80 kat daha önemli olduğu sonucunu çıkarabiliriz.
Dolayısıyla dış solunumun etkinliğinin alveollerdeki karbondioksit düzeyine göre belirlenebileceğini söyleyebiliriz.
Ama için normal hayat kanda %7-7,5 oranında karbondioksit, alveol havasında ise %6,5 oranında karbondioksit bulunmalıdır.
Atmosferde neredeyse hiç karbondioksit bulunmadığından dışarıdan elde edilemez. Hayvanlar ve insanlar bunu yiyeceklerin tamamen parçalanması yoluyla alırlar, çünkü karbon bazında oluşturulan proteinler, yağlar ve karbonhidratlar, dokulardaki oksijen yardımıyla yakıldığında yaşamın temeli olan paha biçilmez karbondioksit oluşturur. Vücuttaki karbondioksit oranının %4'ün altına düşmesi ölümdür.
CO2'nin görevi solunum refleksini tetiklemektir. Basıncı arttığında, ince sinir uçlarından (reseptörlerden) oluşan bir ağ, omuriliğin ve beynin ampullerine, yani solunum hareketini başlatma komutunun takip ettiği solunum merkezlerine hemen bir mesaj gönderir. Bu nedenle karbondioksit, tehlike sinyali veren bir bekçi köpeği olarak düşünülebilir. Hiperventilasyon meydana gelirse, köpek geçici olarak kapının dışına yerleştirilir.
Karbondioksit hammadde görevi gördüğünden ve oksijen yanma için kullanıldığından metabolizmayı düzenler. organik madde yani sadece bir enerji içeceğidir.
Karbondioksitin vücudun yaşamındaki rolü çok çeşitlidir. İşte ana özelliklerinden sadece birkaçı:
- mükemmel bir vazodilatördür;
- sinir sisteminin sakinleştiricisidir (sakinleştiricidir) ve bu nedenle mükemmel bir anesteziktir;
- vücuttaki amino asitlerin sentezine katılır;
- Solunum merkezinin uyarılmasında önemli rol oynar.
Çoğu zaman karbondioksit hayati önem taşıdığı için aşırı miktarda kaybolduğunda savunma mekanizmaları değişen derecelerde devreye girerek karbondioksitin vücuttan atılmasını durdurmaya çalışır. Bunlar şunları içerir:
Kan damarlarının, bronşların spazmı ve tüm organların düz kaslarının spazmı;
- kan damarlarının daralması;
- bronşlarda mukus salgısının artması, burun geçişleri, adenoidlerin gelişimi, polipler;
- Doku sklerozunun gelişmesine katkıda bulunan kolesterol birikmesine bağlı membran sıkışması.
Tüm bu noktalar, kandaki karbondioksit miktarı azaldığında (Verigo-Bohr etkisi) hücrelere oksijen girişinin zorlaşmasıyla birlikte, oksijen açlığı, venöz kan akışının yavaşlaması (daha sonra damarlarda kalıcı genişleme ile).
Yüz yıldan fazla bir süre önce Rus bilim adamı Verigo ve ardından Danimarkalı fizyolog Christian Bohr, kendi adlarını taşıyan etkiyi keşfettiler.
Kandaki karbondioksit eksikliği ile vücudun tüm biyokimyasal süreçlerinin bozulduğu gerçeğinde yatmaktadır. Bu, bir kişi ne kadar derin ve yoğun nefes alırsa vücudun oksijen açlığının o kadar büyük olacağı anlamına gelir!
Vücutta (kanda) ne kadar çok CO2 varsa, o kadar çok CO2 (arteriyoller ve kılcal damarlar yoluyla) hücrelere ulaşır ve onlar tarafından emilir.
Oksijen fazlalığı ve karbondioksit eksikliği oksijen açlığına yol açar.
Karbondioksit olmadan, oksijenin hemoglobin ile bağlı durumundan salınamayacağı (Verigo-Bohr etkisi), bunun da kanda bu gazın yüksek konsantrasyonuyla bile vücudun oksijen açlığına yol açtığı keşfedildi.
Arteriyel kandaki karbondioksit içeriği ne kadar belirgin olursa, oksijeni hemoglobinden ayırmak ve onu dokulara ve organlara aktarmak o kadar kolay olur ve bunun tersi de geçerlidir - kandaki karbondioksit eksikliği, oksijenin kırmızı kanda sabitlenmesine katkıda bulunur. hücreler. Kan vücutta dolaşır, ancak oksijen salmaz! Paradoksal bir durum ortaya çıkıyor: Kanda yeterli oksijen var, ancak organlar bunun aşırı eksikliğinin sinyalini veriyor. Kişi boğulmaya başlar, nefes almaya ve nefes vermeye çalışır, daha sık nefes almaya çalışır ve kandaki karbondioksiti daha da fazla yıkayarak kırmızı kan hücrelerindeki oksijeni sabitler.
Yoğun spor aktiviteleri sırasında sporcunun kanındaki karbondioksit içeriğinin arttığı iyi bilinmektedir. Sporun tam da bu işe yaradığı ortaya çıktı. Ve sadece spor değil, herhangi bir egzersiz, jimnastik, fiziksel çalışma, tek kelimeyle hareket.
Artan CO 2 seviyeleri genişlemeyi teşvik eder küçük arterler(tonu işleyen kılcal damarların sayısını belirler) ve serebral kan akışında bir artış. Düzenli hiperkapni, vasküler büyüme faktörlerinin üretimini aktive eder, bu da daha dallanmış bir kılcal damar ağının oluşmasına ve beyindeki doku kan dolaşımının optimizasyonuna yol açar.
Ayrıca kılcal damarlardaki kanı laktik asitle asitlendirebilirsiniz ve ardından uzun süreli fiziksel efor sırasında ikinci bir rüzgar etkisi oluşur. İkinci rüzgarın ortaya çıkmasını hızlandırmak için sporculara nefeslerini mümkün olduğu kadar uzun süre tutmaları tavsiye edilir. Bir sporcu uzun mesafe koşar, gücü yoktur, her şey normal bir insan gibidir. Normal insan duruyor ve şöyle diyor: “İşte bu, artık dayanamıyorum.” Sporcu nefesini tutar, ikinci nefesi alır ve koşmaya devam eder.
Nefes almak bir dereceye kadar zihin tarafından kontrol edilir. Kendimizi daha sık veya daha az sıklıkta nefes almaya, hatta nefesimizi tamamen tutmaya zorlayabiliriz. Ancak ne kadar nefesimizi tutmaya çalışsak da öyle bir an gelir ki bu imkânsız hale gelir. Bir sonraki nefes alma sinyali, mantıklı görünebilecek şekilde oksijen eksikliği değil, karbondioksit fazlalığıdır. Solunumun fizyolojik uyarıcısı kanda biriken karbondioksittir. Karbondioksitin rolünün keşfedilmesinden sonra, solunum merkezinin çalışmasını uyarmak için tüplü dalgıçların gaz karışımlarına eklenmeye başlandı. Anestezide de aynı prensip kullanılır.
Nefes alma sanatının tamamı neredeyse hiç karbondioksit vermemek ve mümkün olduğunca azını kaybetmekten ibarettir. Yogi nefesi tam olarak bu gereksinimi karşılar.
Ve sıradan insanların nefes alması, akciğerlerin kronik hiperventilasyonudur, karbondioksitin vücuttan aşırı uzaklaştırılmasıdır, bu da genellikle uygarlık hastalıkları olarak adlandırılan yaklaşık 150 ciddi hastalığın ortaya çıkmasına neden olur.
ARTER HİPERTANSİYONUNUN GELİŞİMİNDE KARBONDİOKSİTİN ROLÜ
Bu arada, hipertansiyonun temel nedeninin tam olarak kandaki yetersiz karbondioksit konsantrasyonu olduğu ifadesi çok basit bir şekilde doğrulanabilir. Hipertansif hastaların arteriyel kanında ne kadar karbondioksit bulunduğunu bulmanız yeterlidir. sağlıklı insanlar. Bu tam olarak 90'ların başında Rus fizyologların yaptığı şeydi.
Farklı yaşlardaki nüfusun büyük gruplarının kan gazı bileşimi üzerine çalışmalar yapıldı ve sonuçları kitapta okunabildi " Fizyolojik rol karbondioksit ve insan performansı" (N.A. Agadzhanyan, N.P. Krasnikov, I.N. Polunin, 1995), sürekli mikrovasküler spazmın nedeni - arterioler hipertansiyon hakkında kesin bir sonuca varmayı mümkün kıldı. İncelenen yaşlı insanların büyük çoğunluğunda, istirahat halinde arteriyel kan% 3,6-4,5 karbondioksit içerir (norm% 6-6,5'tir).
Böylece, yaşlı insanlara özgü birçok kronik rahatsızlığın temel nedeninin, vücutlarının arteriyel kandaki karbondioksit içeriğini sürekli olarak normale yakın tutma yeteneğinin kaybı olduğuna dair gerçek kanıtlar elde edildi. Genç ve sağlıklı insanların kanında %6 - 6,5 oranında karbondioksit bulunması uzun zamandır bilinen bir fizyolojik aksiyomdur.
Arteriyel kandaki karbondioksit konsantrasyonunu ne belirler?
Vücut hücrelerinde sürekli olarak karbondioksit C0 2 oluşur. Akciğerler yoluyla vücuttan atılma süreci, beynin dış solunumu kontrol eden kısmı olan solunum merkezi tarafından sıkı bir şekilde düzenlenir. Sağlıklı insanlarda, herhangi bir zamanda akciğerlerin havalandırma seviyesi (solunum sıklığı ve derinliği), CO2'nin vücuttan tam olarak en az% 6'sı her zaman arteriyelde kalacak miktarda atılmasını sağlayacak şekildedir. kan. Gerçekten sağlıklı (fizyolojik anlamda) bir vücut, karbondioksit içeriğinin bu rakamın altına düşmesine veya %6,5'ten fazla artmasına izin vermez.
Kliniklerde yapılan çalışmalarda belirlenen çok sayıda farklı göstergenin değerlerinin belirlenmesi ilginçtir ve teşhis merkezleri Gençlerde ve yaşlılarda kesirlerle farklılık gösterirler, en fazla % birkaç oranında. Ve yalnızca kandaki karbondioksit seviyeleri yaklaşık bir buçuk kat farklılık gösterir. Sağlıklı insanlarla hasta insanlar arasında bu kadar açık ve somut bir fark yoktur.
KARBONDİOKSİT GÜÇLÜ BİR VAZODİLATÖRDİR (DAMARLARI DİLATAT EDER)
Karbondioksit doğrudan damar duvarına etki eden bir vazodilatördür ve bu nedenle nefesinizi tuttuğunuzda sıcak cilt gözlenir. Nefesinizi tutmak Bodyflex egzersizinin önemli bir bileşenidir ve her şey şu şekilde gerçekleşir: Özel bir performans sergilersiniz. nefes egzersizleri(Nefes alın, nefes verin, sonra karnınızı içeri çekin ve nefesinizi tutun, esneme pozisyonu alın, 10'a kadar sayın, sonra nefes alın ve rahatlayın).
Bodyflex egzersizleri vücudun oksijenle zenginleşmesine yardımcı olur. Nefesinizi 8-10 saniye tutarsanız kanda karbondioksit birikir. Bu, atardamarların genişlemesine yardımcı olur ve hücreleri oksijeni çok daha verimli bir şekilde emmeye hazırlar. Ek oksijen, aşağıdakiler gibi birçok soruna yardımcı olur: kilolu, enerji eksikliği ve kötü sağlık.
Şu anda tıp bilim adamları karbondioksite güçlü bir gaz olarak bakıyorlar. fizyolojik faktörçok sayıda vücut sisteminin düzenlenmesi: solunum, taşıma, vazomotor, boşaltım, hematopoietik, bağışıklık, hormonal vb.
Karbondioksitin sınırlı bir doku alanı üzerindeki lokal etkisine, hacimsel kan akışında bir artış, dokular tarafından oksijen ekstraksiyonu oranında bir artış, metabolizmalarında bir artış, reseptör duyarlılığının restorasyonu eşlik ettiği kanıtlanmıştır. onarıcı süreçlerin yoğunlaşması ve fibroblastların aktivasyonu. Vücudun karbondioksitin lokal etkilerine karşı genel reaksiyonları arasında orta derecede gaz alkalozunun gelişmesi, eritro ve lenfopoezin artması yer alır.
Deri altı CO2 enjeksiyonları, emici, bakterisidal ve antiinflamatuar, analjezik ve antispazmodik etkiye sahip olan hiperemiye ulaşır. Karbondioksit kan akışını, beyindeki, kalpteki ve kan damarlarındaki dolaşımı uzun süre iyileştirir. Karboksiterapi ciltte yaşlanma belirtilerinin ortaya çıkmasına yardımcı olur, şeklin düzeltilmesini destekler, birçok kozmetik kusuru ortadan kaldırır ve hatta selülitle mücadeleye yardımcı olur.
Saç büyüme bölgesinde artan kan dolaşımı, "uyuyan" saç köklerini uyandırmanıza olanak tanır ve bu etki, kellik için karboksiterapiyi kullanmanızı sağlar. Deri altı dokuda ne olur? Yağ hücrelerinde karbondioksitin etkisi altında lipoliz süreçleri uyarılır ve bunun sonucunda yağ dokusu hacmi azalır. Bir dizi prosedür selülitten kurtulmaya yardımcı olur veya en azından bu hoş olmayan olgunun ciddiyetini azaltır.
Yaşlılık lekeleri, yaşa bağlı değişiklikler, yara izi değişiklikleri ve çatlaklar da diğer bazı belirtilerdir. Bu method. Yüz bölgesinde alt göz kapağının şeklini düzeltmek ve gıdı ile mücadele etmek için karboksiterapi kullanılır. Teknik rosacea ve sivilce için reçete edilir.
Böylece vücudumuzdaki karbondioksitin çok sayıda ve çok fazla performans gösterdiği ortaya çıkıyor. önemli işlevler ve oksijenin, enerji üretimi sürecinde yalnızca besin maddelerinin oksitleyicisi olduğu ortaya çıkıyor. Ancak sadece bu da değil, oksijenin "yanması" tamamen gerçekleşmediğinde çok toksik ürünler oluşur - serbest reaktif oksijen türleri, serbest radikaller. Vücut hücrelerinin yaşlanmasını ve dejenerasyonunu tetikleyen, çok ince ve karmaşık hücre içi yapıları kontrolsüz reaksiyonlarla bozan ana tetikleyicidirler.
Yukarıdakilerden alışılmadık bir sonuç çıkıyor:
Nefes alma sanatı neredeyse hiç karbondioksit vermemek ve mümkün olduğunca azını kaybetmektir.
Tüm nefes alma tekniklerinin özüne gelince, temelde aynı şeyi yaparlar; nefesi tutarak kandaki karbondioksit seviyesini arttırırlar. Tek fark, farklı tekniklerde bunun farklı şekillerde elde edilmesidir - ya nefesi nefes aldıktan sonra, ya da nefes verdikten sonra tutarak, ya da uzun süreli nefes vererek, ya da uzun süreli nefes alarak ya da bunların kombinasyonuyla.
Saf oksijene karbondioksit eklerseniz ve ağır hasta bir kişinin nefes almasına izin verirseniz, durumu, nefes aldığı zamana göre çok daha fazla iyileşecektir. saf oksijen. Karbondioksitin bir dereceye kadar vücut tarafından oksijenin daha eksiksiz emilimini desteklediği ortaya çıktı. Bu limit %8 CO2'ye eşittir. CO2 içeriğinin %8'e artmasıyla O2 asimilasyonu artar ve daha sonra CO2 içeriğinin daha da artmasıyla O2 asimilasyonu düşmeye başlar. Bu, vücudun karbondioksiti dışarı atmadığı, ancak dışarı verilen havayla "kaybettiği" ve bu kayıpların bir miktar sınırlandırılmasının vücut üzerinde faydalı bir etkiye sahip olması gerektiği anlamına gelir.
Yogilerin önerdiği gibi nefes almayı daha da azaltırsanız, o zaman kişi süper dayanıklılık, yüksek sağlık potansiyeli geliştirecek ve uzun ömür için tüm önkoşullar ortaya çıkacaktır.
Bu tür egzersizleri yaparken vücutta hipoksi - oksijen eksikliği ve hiperkapni - aşırı karbondioksit yaratırız. En uzun nefes tutmalarda bile alveolar havadaki CO 2 içeriğinin %7'yi geçmediğine dikkat edilmelidir, bu nedenle korkmanız gerekir. zararlı etkiler Aşırı dozda CO2’ye ihtiyacımız yok.
Araştırmalar, 18 gün boyunca günde 20 dakika boyunca dozlanmış hipoksik-hiperkapnik antrenmana maruz kalmanın, sağlıkta %10 oranında istatistiksel olarak anlamlı bir iyileşme, mantıksal düşünme yeteneğinde %25 oranında bir iyileşme ve RAM kapasitesinde %20 oranında bir artış sağladığını göstermektedir. .
Her zaman sığ nefes almaya çalışmanız (böylece nefes almanın fark edilmemesi veya duyulmaması için) ve nadiren, her nefes verme sonrasında otomatik duraklamaları mümkün olduğunca uzatmaya çalışmanız gerekir.
Yogiler, her insanın belirli sayıda nefesle doğduğunu ve bu rezerve dikkat etmesi gerektiğini söylüyor. Bu orijinal formda solunum hızının azaltılması çağrısında bulunuyorlar.
Patanjali'nin pranayama'yı "solunan ve verilen havanın hareketinin durdurulması", yani özünde hipoventilasyon olarak adlandırdığını hatırlayalım. Aynı kaynağa göre pranayama'nın "zihni konsantrasyona uygun hale getirdiğini" de unutmamak gerekir.
Aslında her organın, her hücrenin kendi yaşam rezervi vardır - genetik olarak belirlenmiş, belirli bir sınıra sahip bir çalışma programı. Bu programın en iyi şekilde uygulanması kişiye sağlık ve uzun ömür getirecektir (mümkün olduğunca genetik Kod). Bunu ihmal etmek ve doğa kanunlarını ihlal etmek hastalıklara ve erken ölüme yol açar.
Neden limonatalarda ve maden suyu karbondioksit eklensin mi?
CO ( karbonmonoksit) toksik - CO 2 (karbon dioksit) ile karıştırılmamalıdır
Kumbhaka veya yogada hipoventilasyon teknikleri
Nefes aldığımız şey - oksijen, nitrojen ve karbondioksitin anlamı
Karboksiterapi - güzellik gazı enjeksiyonları
Atmosferdeki karbondioksit miktarının artmasının canlı organlar açısından sonuçları nelerdir?
Sağlığın korunmasında karbondioksitin rolü
Karbondioksitin yaşamdaki rolü
Enerji için Nefes Almak
Yeni moleküller yaratmak ve sonuçta yeni hücreler inşa etmek enerji gerektirir. Bireysel organ ve dokuların çalışmalarına daha az para harcanmaz. Vücudun tüm enerji maliyetleri proteinlerin, yağların ve karbonhidratların oksidasyonu veya daha basit bir ifadeyle bu maddelerin yanması ile karşılanır.
Oksidasyon için oksijen gereklidir. Solunum organları bunu iletmekle meşgul. İnsanlarda bu fonksiyon akciğerler tarafından gerçekleştirilir. Ancak göğsün ritmik hareketlerini nefes almaya çağırmamak gerekir, bunun sonucunda hava akciğerlere emilir veya dışarı sıkılır. Bu, nefes almanın kendisi değil, sadece onun için gerekli olan oksijenin taşınmasıdır.
Nefesin özü oksidatif süreçler yanmaya yalnızca belli belirsiz benzeyen ve hiçbir şekilde onunla özdeşleştirilemeyen. Normal yanma sırasında oksijen, oksitlenen maddeye doğrudan bağlanır. Proteinlerin, yağların veya karbonhidratların biyolojik oksidasyonu sırasında onlardan hidrojen çıkarılır, bu da oksijeni azaltarak su oluşturur. Bu doku solunumu modelini hatırlayın, buna daha sonra geri dönmemiz gerekecek.
Oksidasyon enerji elde etmenin en önemli yoludur. Bu nedenle gökbilimciler güneş sistemindeki gezegenleri incelerken öncelikle onlarda oksijen ve su olup olmadığını bulmaya çalışırlar. Onların olduğu yerde yaşamın var olması beklenebilir. Sovyet gezegenlerarası istasyonu "Venera-4"ün Venüs gezegenine dünyanın ilk yumuşak inişiyle ilgili sevindirici haberin, atmosferinde neredeyse hiç serbest oksijen bulunmadığı, çok az su olduğu ve sıcaklık 300 dereceye ulaşır.
Ancak cesaretinizi kırmaya gerek yok. Venüs'te hiçbir yaşam izi olmasa bile bu gezegen için her şey kaybolmamış. Atmosferinin çok sıcak olmayan üst katmanlarına, karbondioksit tüketen ve oksijen üreten ilkel tek hücreli bitkilere yerleşmek mümkündür. Venüs atmosferinin çok yüksek yoğunluğu, küçük tek hücreli canlıların gezegenin yüzeyine düşmeden burada yüzmesine olanak tanıyacak. Bu tür organizmaların yardımıyla Venüs atmosferinin gaz bileşimini kökten değiştirmek sonuçta mümkün olacaktır.
Bu görev yeşil bitkiler için oldukça mümkündür. Sonuçta bildiğimiz şekliyle dünyamızın atmosferi canlı organizmalar tarafından yaratılmıştır. Artık Dünya'daki bitkiler yılda 650 milyar ton karbondioksit tüketirken, 350 milyar ton oksijen üretiyorlar. Bir zamanlar dünya atmosferinde şimdikinden çok daha az oksijen, çok daha fazla karbondioksit vardı. Sadece sabırlı olmanız gerekiyor. Venüs'ün atmosferini kökten dönüştürmek için muhtemelen birkaç yüz milyon yıl yeterli olacaktır. O zamana kadar bu gezegendeki sıcaklığın önemli ölçüde düşeceğine inanmak için nedenler var (sonuçta, Dünya bir zamanlar sıcaktı). O zaman dünyalılar orada kendilerini tamamen evlerinde hissedebilecekler!
Oksijen kaynağı
Yaşamak için bir yerden oksijen almanız ve onu vücudunuzun her hücresine sağlamanız gerekir. Gezegenimizdeki hayvanların çoğu oksijeni atmosferden alır veya suda çözünmüş oksijeni alır. Bunun için akciğerler veya solungaçlar kullanılır ve daha sonra kan onu vücudun her köşesine iletir.
İlk bakışta sudan veya havadan oksijen elde etmek işin en zor kısmı gibi görünebilir. Hiçbir şey olmadı. Hayvanların herhangi bir özel cihaz bulması gerekmedi. Oksijen, akciğerlerden veya solungaçlardan geçen kana ancak difüzyonla yani kanda çevreye göre daha az bulunduğu için nüfuz eder ve gaz ve sıvı maddeler içerikleri her yerde aynı olacak şekilde dağılmaya çalışır. .
Doğa hemen akciğerleri ve solungaçları düşünmedi. İlk çok hücreli canlı organizmalar bunlara sahip değildi; vücudun tüm yüzeyi boyunca nefes alıyorlardı. İnsanlar da dahil olmak üzere sonraki tüm daha gelişmiş hayvanlar, özel solunum organları edinmiş olmalarına rağmen, deri yoluyla nefes alma yeteneklerini kaybetmediler. Yalnızca zırh giyen hayvanlar: kaplumbağalar, armadillolar, yengeçler ve benzerleri bu ayrıcalıktan yararlanamaz.
İnsanlarda, topukların en kalın epidermisinden tüylü saç derisine kadar vücudun tüm yüzeyi nefes almada görev alır. Göğüs, sırt ve karın bölgesindeki cilt özellikle yoğun nefes alır. İlginçtir ki, cildin bu bölgeleri solunum yoğunluğu açısından akciğerlere göre önemli ölçüde daha yoğundur. Yani örneğin aynı büyüklükteki bir solunum yüzeyinden oksijen burada yüzde 28 oranında emilebiliyor ve karbondioksit akciğerlerdekinden yüzde 54 daha fazla salınabiliyor.
Cildin akciğerlere göre bu üstünlüğüne neyin sebep olduğu bilinmemektedir. Belki de cildimiz temiz hava soluduğu için ciğerlerimizi iyi havalandıramıyoruz. En derin ekshalasyonda bile, akciğerlerde, dış atmosfere göre çok daha az oksijenin ve çok fazla karbondioksitin bulunduğu, en iyi bileşimden uzak olan belirli bir hava kaynağı kalır. Bir nefes daha aldığımızda, yeni gelen hava akciğerlerdeki havayla karışır ve bu da akciğerin kalitesini büyük ölçüde düşürür. Deri nefes almanın avantajının burada yatıp yatmadığına şaşmamak gerek.
Ancak derinin kişinin genel solunum dengesindeki payı akciğerlere kıyasla ihmal edilebilir düzeydedir. Sonuçta insanlardaki toplam yüzey alanı zar zor 2'ye ulaşıyor metrekare Akciğerlerin yüzeyi, 700 milyon alveolün tamamını genişletirseniz, hava ile kan arasında gaz alışverişinin gerçekleştiği duvarlardaki mikroskobik kabarcıklar en az 90-100, yani 45-50 kat daha büyüktür.
Vücudun dış örtülerinden nefes almak ancak çok küçük hayvanlara oksijen sağlayabilir. Bu nedenle hayvanlar aleminin şafağında bile doğa bunun için neyi kullanacağını denedi. Her şeyden önce seçim sindirim organlarına düştü.
Koelenteratlar yalnızca iki hücre katmanından oluşur. Dış kısım çevreden oksijeni çeker, iç kısım ise serbestçe bağırsak boşluğuna akan sudan alır. Zaten yassı solucanlar, daha karmaşık olanların sahipleri Sindirim organları nefes almak için kullanamıyorlardı. Ve büyük hacimdeki difüzyon derindeki dokulara oksijen sağlayamadığı için düz kalmaya zorlandılar.
Yassı solucanlardan sonra Dünya'da ortaya çıkan annelidlerin birçoğu da deri solunumuyla idare ediyor, ancak bunun yalnızca vücut boyunca oksijen taşıyan dolaşım organlarına zaten sahip olmaları nedeniyle mümkün olduğu ortaya çıktı. Ancak bazı saçkıranlar, oksijeni çıkarmak için ilk özel organı edindiler. çevreleyen su- solungaçlar.
Sonraki tüm hayvanlarda benzer organlar esas olarak iki şemaya göre inşa edildi. Sudan oksijen elde edilmesi gerekiyorsa, bunlar suyla serbestçe yıkanan özel çıkıntılar veya çıkıntılardı. Eğer oksijen havadan alınmışsa, bunlar solunum organı olan basit bir kesenin çöküntüleriydi. üzüm salyangozu veya semenderlerin ve semenderlerin akciğerlerinden, memelilerin akciğerleri haline gelen karmaşık, üzüm benzeri mikroskobik kesecik bloklarına kadar.
Suda ve karada solunum koşulları birbirinden oldukça farklıdır. En uygun koşullar altında bir litre suda yalnızca 10 santimetreküp oksijen bulunurken, bir litre havada 210 yani 20 kat daha fazla oksijen bulunur. Bu nedenle şaşırtıcı olabilir solunum organları Suda yaşayan hayvanlar, hava gibi zengin bir ortamdan yeterli miktarda oksijen alamazlar. Solungaçların yapısı, suyun sağladığı destekten yoksun kalan ince plakalarının birbirine yapışmaması ve korumadan yoksun kalması durumunda, havadaki görevleriyle başarılı bir şekilde baş edebilecek şekildedir. Bu da kan dolaşımının durmasına ve dolayısıyla solunum fonksiyonunun askıya alınmasına neden olur.
Solunum organlarının kökeni ilginçtir. Bunları yaratmak için doğa, çok düşük düzeyde organize olmuş canlılarda test edilen şeyleri kullandı: deri ve sindirim organları. Deniz solucanlarının solungaçları, dış zarın oldukça karmaşık çıkıntılarıdır. Tüm omurgalılarda solungaçlar ve akciğerler ön bağırsaktan köken alır.
Böceklerin solunum sistemi çok benzersizdir. Konuyu fazla karmaşıklaştırmanın bir anlamı olmadığına karar verdiler. En kolay yol, havanın organların her birine, bulundukları yer neresi olursa olsun, doğrudan ulaşmasını sağlamaktır. Bu çok basit bir şekilde yapılır. Böceklerin tüm vücuduna karmaşık dallanma tüplerinden oluşan bir sistem nüfuz eder. Beyin bile hava taşıyan trakealarla doludur, öyle ki rüzgar kelimenin tam anlamıyla kafalarının içinden esiyor.
Dallanan trakeaların çapı çok ince hale gelinceye kadar azalır, bu sayede kelimenin tam anlamıyla vücudun her hücresine yaklaşabilirler ve burada genellikle çapı bir mikrondan daha az olan çok küçük trakeollere ayrılırlar. doğrudan hücrelerin protoplazmasına girerler, böylece böceklerdeki oksijen doğrudan hedefine iletilir. Yoğun olarak oksijen tüketen hücrelerde özellikle çok sayıda trakeol vardır: Uçuş kaslarının büyük hücrelerinde tüm pleksusları oluştururlar.
Böceklerin solunum yolları oksijenin az olduğu yerleri kendileri arayabilir. Epidermisin trakeolleri, bir mikrondan daha küçük bir çapa ve bir milimetrenin üçte birinden fazla olmayan bir uzunluğa sahip, kör bir şekilde biten tüpler gibi küçük bir şekilde davranır. Yakınlarında yoğun olarak oksijen tüketen doku alanları göründüğünde, çevredeki trakeoller gerilmeye başlar ve genellikle uzunluğu bir milimetre artar.
İlk bakışta böceklerin oksijen temini sorununu başarıyla çözdüğü görülüyor, ancak uygulama bunu doğrulamıyor. Vücutlarındaki güçlü bir hava akımı, bir böceği hızla kurutabilir. Bunun olmasını önlemek için trakeal açıklıklar yalnızca çok fazla açılır. kısa vadeli ve birçok suda yaşayan böcekte tamamen yalıtılmıştır. Bu durumda oksijen, vücudun veya solungaçların zarından difüzyon yoluyla solunum yollarına sızar ve yine difüzyon yoluyla bunlar boyunca daha da yayılır.
Büyük kara böcekleri aktif olarak nefes alır. Karın kasları dakikada 70-80 kez kasılır, düzleşir ve hava sıkılır. Daha sonra kaslar gevşer, karın eski şeklini alır ve içeri hava emilir. İlginç bir şekilde, nefes alma ve verme için çoğunlukla farklı solunum delikleri kullanılır; nefes alma göğüsten, nefes verme ise karından yapılır.
Çoğu zaman ana solunum organları görevlerini yerine getiremez. Bu, oksijen açısından son derece zayıf veya onlar için tamamen alışılmadık bir ortama taşınan hayvanlarda gözlenir. Ve işte doğanın ana solunum organlarına yardım etmek için çekmediği bir şey.
Her şeyden önce, halihazırda kanıtlanmış araçlar yaygın olarak kullanılmakta ve modernize edilmektedir. Memleketimizin güneyinde küçük bir balık yaygın olarak bilinmektedir - çoprabalığı. Genellikle yaz aylarında kuruyan derelerde, nehirle bağlantısı tamamen kopmuş akmaz göllerinde bulunur. Bu tür rezervuarlarda taban genellikle çamurludur, çok sayıda çürüyen bitki vardır ve bu nedenle sıcak yaz aylarında suda çok az oksijen bulunur. Boğulmayı önlemek için çopra balıklarının havayla "beslenmesi" gerekir. Basitçe söylemek gerekirse onu yerler, yutarlar ve yiyecek gibi bağırsaklarından geçirirler. Sindirim bağırsağın ön kısmında, nefes alma ise arka kısmında gerçekleşir.
Sindirimin daha az nefes almayı engellemesi için bağırsağın orta kısmında, buraya gelen yiyecek artıklarını mukusla saran ve bu sayede bağırsağın solunum kısmından çok hızlı bir şekilde geçtikleri özel salgı hücreleri bulunur. Diğer iki tatlı su balığımız olan çopra balığı ve dikenli çopra balığı da tamamen aynı şekilde nefes alır. Bir organın çift işlevi (solunum ve sindirim) yerine getirmesinin uygun olması pek olası değildir. Görünüşe göre, tropik Asya'dan gelen büyük bir tatlı su balığı türünün, ilk solungaç kemerinin genişleyen kısmında yer alan çok karmaşık bir şekilde iç içe geçmiş kanallar ve oyuklardan oluşan bir sistem olan ek bir solunum cihazı - bir labirent - geliştirmesinin nedeni budur.
Bilim adamları labirentin anlamını hemen anlamadılar. Boktanları incelerken bu gizemli organı ilk keşfeden ve vaftiz eden ünlü Cuvier, balıkların rezervuardan dışarı çıktıklarında labirentte su tuttuklarını öne sürdü. Anabas seyahat etmeyi seviyor, bir su kütlesinden diğerine kolayca sürünerek geçiyor.
Balıkların doğadaki gözlemleri de işlevin açıklığa kavuşturulmasına yardımcı olmadı. Yerel halkın uzun süredir göletlerde yetiştirdiği oldukça büyük bir balık olan gurami ile tanışan ilk Avrupalı olan İngiliz zoolog Commerson, ona Latince koku algılayıcı anlamına gelen Osphromenus olfacs adını verdi. Balığı izleyen İngiliz, onların sürekli yüzeye çıktıklarını ve burunlarını dışarı çıkararak havayı emdiklerini gördü. O günlerde hiç kimse balığın hava soluduğunu hayal edemezdi! Bu yüzden Commerson, dünyanın nasıl koktuğunu öğrenmek için guramilerin yüzeye çıkmasına karar verdi.
Çok sonra, Avrupa'daki akvaryumculara vardıklarında labirent balıklarının hava soluduğu anlaşıldı. Solungaçları az gelişmiştir ve labirent oksijen sağlamada önemli bir rol oynar. Hava olmadan yaşayamazlar. En temiz, oksijen açısından zengin suya sahip bir akvaryuma yerleştirilirlerse, ancak yüzeye çıkma ve hava alma yeteneğinden mahrum bırakılırlarsa, labirent balıkları basitçe "boğulacak" ve "boğulacaktır".
Kurbağaların da nefes alması kolay değildir; akciğerleri birinci sınıf olmaktan çok uzaktır, bu nedenle bazen daha sofistike olmaları gerekir. 1900 yılında Afrika'nın Gabon kentinde kıllı bir kurbağa yakalandı. Bu haber tüm bilim dünyasını sarstı. Bilimsel çevrelerde saçın memelilerin ayrıcalığı olduğunun kesin olarak tespit edildiği düşünülüyordu. Kurbağalar bildiğiniz gibi çıplak “yürürler”. Gabonlu moda tutkunlarının neden yanlarında ve patilerinde kürk olduğu belli değildi. Üşüdüklerini hayal etmek zordu. Sonuçta, neredeyse Kuzey Kutup Dairesi'nde yaşayan kuzey kurbağalarımız bile donmuyorsa, o zaman Afrikalı kız kardeşleri neden üşüdü?
Kurbağa paltolarının sırrı uzun sürmedi. Tuhaf kürke mikroskop altında baktığınızda bunların basit deri büyümeleri olduğu anlaşıldı. Böyle bir "yün" elbette ısınamaz ve Gabon'da soğuk hava yoktur. Daha sonraki çalışmalar, kurbağalardaki kılların bir tür solungaç görevi gördüğünü, bunun sayesinde hem suda hem de karada nefes aldıklarını gösterdi. Sadece erkeklerde kürk çıkar. Üreme mevsimi boyunca omuzlarına önemli miktarda fiziksel aktivite düşer ve eğer "saçları" olmasaydı, nefes darlığı ve oksijen eksikliği bu aktiviteyi gerçekleştiremezdi.
Daha da ilginç olan ise çamur atlayanın nefes almasıdır. Bu balık tropik Hindistan'da yaşıyor ve suda olduğu kadar çamurda da yaşıyor. Balıklar daha çok kara canlılarıdır. Kara yoluyla uzun mesafeler kat edebilirler ve hatta mükemmel ağaçlara tırmanabilirler. Kıyıda bu balıklar, derisi oldukça dallanmış bir kan ağına sahip olan kuyruğuyla nefes alır.
Çamur atlayanların nefesi incelenirken komik bir hata meydana geldi. Basitçe söylemek gerekirse, atlayanların kötü niyetli aldatıcılar olduğu ortaya çıktı. Bilim adamları, balıkların günün çoğunu, esas olarak yiyeceklerini aldıkları karada geçirmelerine, uçan böcekleri ustaca yakalamalarına rağmen, sudan tamamen ayrılmayı sevmediklerini fark ettiler. Çoğu zaman kuyrukları suda sarkacak şekilde su birikintisinin kenarlarında otururlar. Geçen bir kelebeğin peşinden atlayan balık, kuyruğunu suya indirene kadar geri çekilir.
Bu tür sahneleri gözlemleyen bilim adamları, atlayıcının kuyruk yardımıyla sudan oksijen çıkardığına karar verdiler. Ancak suyun içerdiği oksijen miktarını ölçmeye karar verdiklerinde şunu gördüler: Orada o kadar az oksijen var ki kuyruğu ıslatmanın bir anlamı yok. Artık ortaya çıktığı gibi, atlayıcı vücudun geri kalanını nemlendirmek ve yeterli miktarda mukus salgılamak için gerçekten ihtiyaç duyduğu suyu kuyruğunun yardımıyla emer. Bu sırada kuyruğundan neredeyse hiç oksijen almıyor. Ancak yeterli miktarda su depolayıp rezervuarı terk ettiğinde kuyruk ana solunum cihazı haline gelir.
Umbra ya da bizim dediğimiz gibi eudofish, yüzme kesesiyle nefes alır. Moldova'da Dinyester ve Tuna'nın aşağı kesimlerinde yaşıyor. Yahudi balığının yüzme kesesi geniş bir kanalla yutağa bağlanır. Sudan dışarı doğru eğilen balık, mesaneyi havayla doldurur. Yoğun örgülüdür kan damarları ve oksijen buradan kana kolayca nüfuz eder. Umber zaman zaman karbondioksitle doymuş egzoz havasını dışarı atar. Yüzme kesesinden nefes almak bir umber için eğlenceli değildir. Hava yutma yeteneğinden mahrum bırakılırsa bir günden fazla yaşayamaz.
Sadece kereste için değil, birçok balık için de farklı bir nedenden dolayı da olsa hava kesinlikle gereklidir. Yumurtadan çıkan çoğu balığın yavrularının en az bir nefes alması gerekir. Bu nedenle balıklar çoğunlukla sığ yerlerde yumurtlar. Aksi takdirde zayıf bebekler yüzeye çıkmak için yeterli güce sahip olmayacaktır. Yavruların yüzme keselerini doldurmak için havaya ihtiyacı vardır. Birkaç gün içinde mesaneyi yemek borusuna bağlayan kanal aşırı büyüyecek ve özgül ağırlıklarını gönüllü olarak azaltma yeteneğinden mahrum kalan balıklar fazla çalışmaktan ölecek.
Açık mesaneli balıklarda yüzme kesesi kanalı aşırı büyümez. Bu balıklar çok ileri yaşlara kadar yüzeyde yüzecekleri zaman yeni hava yutma, derinlere inmek istediklerinde ise fazla havayı sıkma yeteneğini korurlar. Ancak görünüşe göre yüzeye çıkmak her zaman güvenli değildir ve bu nedenle balıklar mesanedeki gaz miktarını korumak için daha çok başka bir yöntem kullanır. doğru seviye. Bu yöntem gaz bezini kullanarak gazların aktif olarak salgılanmasıdır.
Nefes alma konusundaki çalışmaların başlangıcında bile, akciğerlere giren oksijenin alveol duvarı tarafından yakalandığı ve daha sonra onu kana salgıladığı varsayılmıştı. Bu teori daha sonra gerçekleşmedi. Mesele şu ki, bu tür fenomenler imkansız değil, sadece akciğerlerde gereksiz oldukları ortaya çıktı. Kapalı mesaneli balıkların yüzme kesesi için bu yöntemin mümkün olan tek yöntem olduğu ortaya çıktı. Bezin ana çalışma organı, seri bağlı üç kılcal pleksustan oluşan harika bir ağdır. Harika ağa sığabilecek kan hacminin küçük, yaklaşık bir damla olduğu hesaplandı, ancak ağın alanı çok büyük, çünkü 88 bin toplardamar ve 116 bin arteriyel kılcal damardan oluşuyor, toplam uzunluğu ki bu neredeyse bir kilometredir. Ayrıca bezin çok sayıda tübülü vardır. Mesane lümenine salgıladığı salgının orada parçalanarak oksijen ve nitrojen açığa çıkardığına inanılıyor.
Yüzme kesesindeki gaz, bez tarafından oluşturulduğu ve atmosferden alınmadığı için bileşimi dış havadan çok farklıdır. Çoğu zaman oksijen burada hakimdir, bazen yüzde 90'a kadar.
Vücudun her hücresinde sürekli olarak meydana gelen redoks reaksiyonları, sürekli bir oksidasyon substratı (karbonhidratlar, lipitler ve amino asitler) ve bir oksitleyici madde - oksijen gerektirir. Vücudun etkileyici besin rezervleri vardır - karbonhidrat ve yağ depolarının yanı sıra iskelet kaslarında büyük miktarda protein kaynağı, bu nedenle nispeten uzun (birkaç gün) oruç bile bir kişiye ciddi zarar vermez. Ancak vücutta, oksimiyoglobin formundaki kaslarda bulunan az miktarda oksijen dışında neredeyse hiç oksijen rezervi yoktur, bu nedenle, bir kişi tedariki olmadan yalnızca 2-3 dakika hayatta kalabilir, bundan sonra sözde " klinik ölüm” meydana gelir. Beyin hücrelerine oksijen beslemesi 10-20 dakika içinde yeniden sağlanmazsa, içlerinde fonksiyonel özelliklerini bozacak ve tüm organizmanın hızlı ölümüne yol açacak biyokimyasal değişiklikler meydana gelecektir. Vücuttaki diğer hücreler aynı ölçüde etkilenmeyebilir ancak sinir hücreleri oksijen eksikliğine karşı son derece hassastır. Bu nedenle vücudun merkezi fizyolojik sistemlerinden biri fonksiyonel oksijen tedarik sistemidir ve bu özel sistemin durumu çoğunlukla “sağlığı” değerlendirmek için kullanılır.
Vücudun oksijen rejimi kavramı. Oksijen vücutta oldukça uzun bir yol kat eder (Şekil 18). Gaz molekülleri şeklinde içeri girerek, zaten akciğerlerde bulunur ve vücut hücrelerine daha fazla taşınmasını sağlayan bir dizi kimyasal reaksiyona katılır. Orada mitokondriye giren oksijen, çeşitli organik bileşikleri oksitler ve sonuçta bunları suya ve karbondioksite dönüştürür. Bu formda oksijen vücuttan uzaklaştırılır.
Atmosferdeki oksijenin akciğerlere, sonra kana, oradan da dokulara ve hücrelere nüfuz ederek biyokimyasal reaksiyonlara girmesini sağlayan şey nedir? Açıkçası, bu gazın moleküllerinin tam olarak bu hareket yönünü belirleyen belli bir kuvvet vardır. Bu kuvvet bir konsantrasyon gradyanıdır. Atmosfer havasındaki oksijen içeriği intrapulmoner boşluğun (alveoler) havasından çok daha fazladır. Alveollerdeki (hava ile kan arasında gaz alışverişinin gerçekleştiği pulmoner veziküller) oksijen içeriği, venöz kandakinden çok daha yüksektir. Dokular arteriyel kandan çok daha az oksijen içerir ve mitokondri az miktarda oksijen içerir, çünkü bunlara giren bu gazın molekülleri hemen bir oksidatif reaksiyon döngüsüne girer ve kimyasal bileşiklere dönüştürülür. Atmosferden gelen oksijenin vücut hücrelerine nüfuz etmesinin bir sonucu olarak, çaba gradyanlarını yansıtan, kademeli olarak azalan konsantrasyonların bu kademesine genellikle vücudun oksijen rejimi denir (Şekil 19). Daha kesin olarak, oksijen rejimi, açıklanan kademenin niceliksel parametreleriyle karakterize edilir. Kaskadın üst basamağı, soluma sırasında akciğerlere nüfuz eden atmosferik havadaki oksijen içeriğini karakterize eder. İkinci adım alveol havasındaki O2 içeriğidir. Üçüncü adım, arteriyel kandaki oksijenle zenginleştirilmiş O2 içeriğidir. Ve son olarak dördüncü adım, içerdiği oksijeni dokulara veren toplardamar kanındaki oksijen gerilimidir. Bu dört adım, vücuttaki gaz değişiminin gerçek süreçlerini yansıtan üç "uçuş" oluşturur. 1. ve 2. adımlar arasındaki "uçuş", pulmoner gaz değişimine, 2. ve 3. adımlar arasında - kan yoluyla oksijen taşınmasına ve 3. ve 4. adımlar arasında - doku gazı değişimine karşılık gelir. Adımın yüksekliği ne kadar büyük olursa, konsantrasyon farkı da o kadar büyük olur ve bu aşamada oksijenin taşındığı gradyan da o kadar yüksek olur. Yaşla birlikte ilk “uçuşun” yüksekliği, yani pulmoner gaz değişiminin eğimi artar; ikinci “açıklık”, yani 02'nin kan yoluyla taşınmasının gradyanı, doku gaz değişiminin gradyanını yansıtan üçüncü "açıklığın" yüksekliği azalır. Doku oksidasyonunun yoğunluğunda yaşa bağlı bir azalma, yaşla birlikte enerji metabolizmasının yoğunluğundaki azalmanın doğrudan bir sonucudur.
Pirinç. 19. İnsanlarda oksijen taşınması (oklarla gösterilen yön)
Pirinç. 20. Solunan havada (I), alveollerde (A), arterlerde (a) ve damarlarda (K) oksijen gerilimi kademesi 5 yaşında bir erkek çocukta, 15 yaşında bir gençte ve 30- yaşındaki yetişkin
Böylece oksijenin vücut tarafından emilmesi, uzay ve zaman olarak ayrılan üç aşamada gerçekleşir. Akciğerlere hava pompalanması ve akciğerlerde gaz değişimi olan ilk aşamaya dış solunum da denir. İkinci aşama - gazların kan yoluyla taşınması - dolaşım sistemi tarafından gerçekleştirilir. Üçüncü aşamaya - oksijenin vücut hücreleri tarafından emilmesine - doku veya iç solunum denir.
Nefes
Akciğerlerde gaz alışverişi. Akciğerler, büyük hava yolları (bronşlar) yoluyla trakeaya bağlanan kapalı torbalardır. Atmosferik hava, burun ve ağız boşluklarından gırtlak içine ve daha sonra trakeaya nüfuz eder, ardından biri sağ akciğere, diğeri sola giden iki akıma bölünür (Şekil 20). Trakea ve bronşlar bağ dokusundan ve bu tüplerin bükülmesini ve vücut pozisyonundaki çeşitli değişikliklerle hava yollarını tıkamasını önleyen kıkırdak halkalardan oluşan bir çerçeveden oluşur. Bronşlar akciğerlere girdikten sonra birçok dala ayrılır ve bunların her biri tekrar bölünerek "bronş ağacı" adı verilen yapıyı oluşturur. Bu "ağacın" en ince dallarına bronşiyoller denir ve uçlarında pulmoner kesecikler veya alveoller bulunur (Şekil 21). Alveollerin sayısı 350 milyona ulaşır ve toplam alanları 150 m2'dir. Kan ve hava arasındaki gaz alışverişi alanını temsil eden bu yüzeydir. Alveollerin duvarları, yine tek katmanlı epitelden oluşan en ince kan kılcal damarlarının yaklaştığı tek katmanlı epitel hücrelerinden oluşur. Bu tasarım, difüzyon nedeniyle, gazların alveolar havadan kılcal kana (oksijen) ve ters yönde (karbon dioksit) nispeten kolay nüfuz etmesini sağlar. Bu gaz değişimi, bir gaz konsantrasyonu gradyanının yaratılmasının bir sonucu olarak meydana gelir (Şekil 22). Alveollerdeki hava nispeten büyük miktarda oksijen (103 mm Hg) ve az miktarda karbondioksit (40 mm Hg) içerir. Kılcal damarlarda ise tam tersine, karbondioksit konsantrasyonu artar (46 mm Hg) ve oksijen azalır (40 mm Hg), çünkü bu kılcal damarlar, dokulara girdikten sonra toplanan venöz kan içerir. oksijen alır ve karşılığında karbondioksit alır. Kan kılcal damarlardan sürekli olarak akar ve alveollerdeki hava her nefesle yenilenir. Oksijenle zenginleştirilmiş (100 mm Hg'ye kadar) alveollerden akan kan, nispeten az miktarda karbondioksit (40 mm Hg) içerir ve tekrar doku gaz değişimine hazırdır.
Pirinç. 21. Akciğerlerin (A) ve pulmoner alveollerin (B) yapısının şeması
A: ] - gırtlak; 2 - trakea; 3 - bronşlar; 4 - bronşiyoller; 5 - ışık;
B: 1 - damar ağı; 2, 3 - dışarıdan ve kesitten alveoller; 4 -
bronşiyol; 5 - arter ve damar
Pirinç. 22. Hava yollarının dallanma şeması (solda). Şeklin sağ tarafı, her bir dal (3) seviyesinde hava yollarının toplam kesit alanının bir eğrisini göstermektedir. Geçiş bölgesinin başlangıcında bu alan önemli ölçüde artmaya başlar ve bu durum solunum bölgesinde de devam eder. Br - bronşlar; Bl - bronşiyoller; TBl - terminal bronşiyoller; DBL - solunum bronşiyolleri; AH - alveolar kanallar; A - alveoller
Pirinç. 23. Pulmoner alveollerde gaz değişimi: pulmoner alveollerin duvarı boyunca, solunan havanın O2'si kana girer ve venöz kanın CO2'si alveollere girer; gaz değişimi, venöz kandaki ve pulmoner alveollerin boşluğundaki CO2 ve O2'nin kısmi basınçları (P) arasındaki farkla sağlanır.
Nefes verme sırasında en küçük kabarcıkların (alveollerin) çökmesini önlemek için yüzeyleri, akciğer dokusu tarafından üretilen özel bir madde tabakası ile içeriden kaplanır. Bu madde yüzey aktif madde- alveol duvarlarının yüzey gerilimini azaltır. Gaz değişimi için akciğer yüzey alanının maksimum kullanımını sağlamak amacıyla genellikle fazla miktarda üretilir.
Akciğerlerin difüzyon kapasitesi. Alveol duvarının her iki tarafındaki gaz konsantrasyonu gradyanı, oksijen ve karbon dioksit moleküllerinin bu duvardan yayılmasına ve nüfuz etmesine neden olan kuvvettir. Bununla birlikte, aynı atmosferik basınçta, moleküllerin difüzyon hızı sadece eğime değil, aynı zamanda alveollerin ve kılcal damarların temas alanına, duvarlarının kalınlığına, yüzey aktif maddenin varlığına ve bir sayıya da bağlıdır. diğer sebeplerden. Tüm bu faktörleri değerlendirmek için, kişinin yaşına ve fonksiyonel durumuna bağlı olarak 20 ila 50 ml O 2 / dak / mm Hg arasında değişebilen akciğerlerin difüzyon kapasitesini ölçen özel aletler kullanılır. Sanat.
Havalandırma-perfüzyon oranı. Akciğerlerdeki gaz değişimi, yalnızca alveollerdeki havanın periyodik olarak (her solunum döngüsünde) yenilenmesi ve kanın pulmoner kılcal damarlardan sürekli olarak akması durumunda gerçekleşir. Bu nedenle nefes almanın durması da kan dolaşımının durması da aynı şekilde ölüm anlamına gelir. Kanın kılcal damarlardan sürekli akışına denir perfüzyon ve atmosferik havanın yeni bölümlerinin alveollere ritmik akışı - havalandırma. Alveollerdeki havanın bileşiminin atmosferdekinden çok farklı olduğu vurgulanmalıdır: alveoler hava çok daha fazla karbondioksit ve daha az oksijen içerir. Gerçek şu ki, akciğerlerin mekanik ventilasyonu, pulmoner veziküllerin bulunduğu en derin bölgeleri etkilemez ve orada gaz değişimi yalnızca difüzyon nedeniyle meydana gelir ve bu nedenle biraz daha yavaştır. Bununla birlikte, her solunum döngüsü akciğerlere yeni oksijen kısımları getirir ve fazla karbondioksiti uzaklaştırır. Akciğer dokusunun kanla perfüzyon hızı, bu iki süreç arasında bir denge kurulabilmesi için ventilasyon hızıyla tam olarak eşleşmelidir, aksi takdirde ya kan karbondioksitle aşırı doyurulur ve oksijenle yetersiz doygun hale gelir ya da tam tersi karbondioksit olur. kandan yıkandı. Her ikisi de kötüdür, çünkü medulla oblongata'da bulunan solunum merkezi, kandaki CO2 ve O2 içeriğini ölçen reseptörlerin etkisi altında solunum kaslarını nefes almaya ve nefes vermeye zorlayan impulslar üretir. Kandaki CO2 seviyesi düşerse solunum durabilir; büyürse nefes darlığı başlar, kişi boğulma hissine kapılır. Pulmoner kılcal damarlardaki kan akış hızı ile akciğerleri havalandıran hava akış hızı arasındaki ilişkiye ventilasyon-perfüzyon oranı (VPR) denir. Solunan havadaki O2 ve CO2 konsantrasyonlarının oranı buna bağlıdır. CO2'deki artış (atmosferik havaya kıyasla) oksijen içeriğindeki azalmaya tam olarak karşılık geliyorsa HPO = 1 olur ve bu artan bir seviyedir. Normalde VPO 0,7-0,8'dir, yani perfüzyonun ventilasyondan biraz daha yoğun olması gerekir. Bronkopulmoner sistem ve dolaşım sisteminin belirli hastalıklarını tanımlarken HPO'nun değeri dikkate alınır.
Nefesinizi kasıtlı olarak keskin bir şekilde yoğunlaştırırsanız, en derin ve en sık nefes alıp vermeleri yaparsanız, HPE 1'i aşacaktır ve kişi kısa sürede baş dönmesi hissedecek ve bayılabilir - bu, fazla miktarda CO2'nin "yıkanmasının" sonucudur. kandan ve asit-baz homeostazisinin bozulmasından. Aksine, eğer nefesinizi irade çabasıyla tutarsanız, GPO 0,6'dan az olacak ve birkaç on saniye sonra kişi boğulma ve zorunlu nefes alma isteği hissedecektir. Kas çalışmasının başlangıcında, VPO keskin bir şekilde değişir, önce azalır (kaslar kasılmaya başladığından damarlarından ek kan kısımlarını sıktığı için perfüzyon artar) ve 15-20 saniye sonra hızla artar (solunum merkezi) etkinleştirilir ve havalandırma artar). HPE, kas çalışmasının başlamasından sadece 2-3 dakika sonra normale döner. Kas çalışması sonunda tüm bu süreçler ters sırada gerçekleşir. Çocuklarda, oksijen tedarik sisteminin bu şekilde yeniden yapılandırılması yetişkinlere göre biraz daha hızlı gerçekleşir, çünkü vücut büyüklüğü ve buna bağlı olarak kalbin, kan damarlarının, akciğerlerin, kasların ve bu reaksiyona dahil olan diğer yapıların atalet özellikleri önemli ölçüde daha küçüktür. çocuklarda.
Doku gazı değişimi. Dokulara oksijen getiren kan, onu (konsantrasyon gradyanı boyunca) doku sıvısına salar ve oradan O2 molekülleri, mitokondri tarafından yakalandıkları hücrelere nüfuz eder. Bu yakalama ne kadar yoğun olursa, doku sıvısındaki oksijen içeriği o kadar hızlı azalır, arteriyel kan ile doku arasındaki eğim o kadar yüksek olur, kan oksijeni o kadar hızlı serbest bırakır ve "araç" görevi gören hemoglobin molekülünden ayrılır. oksijen dağıtımı. Açığa çıkan hemoglobin molekülleri, CO2 moleküllerini yakalayıp akciğerlere taşıyabilir ve orada alveol havasına salabilir. Mitokondride oksidatif reaksiyon döngüsüne giren oksijen, sonuçta ya hidrojen (H2O oluşur) ya da karbon (CO2 oluşur) ile birleşir. Serbest formda oksijen vücutta pratik olarak mevcut değildir. Dokularda oluşan karbondioksitin tamamı akciğerler yoluyla vücuttan uzaklaştırılır. Metabolik su da akciğerlerin yüzeyinden kısmen buharlaşır ancak ter ve idrar yoluyla da atılabilir.
Solunum katsayısı. Oluşan CO2 ve emilen O2 miktarlarının oranına solunum katsayısı (RC) denir ve vücut dokularında hangi substratların oksitlendiğine bağlıdır. Solunan havadaki DC 0,65 ila 1 arasında değişir. Yağların oksidasyonu sırasında tamamen kimyasal nedenlerden dolayı DC = 0,65; protein oksidasyonu sırasında - yaklaşık 0,85; karbonhidratların oksidasyonu sırasında DC = 1.0. Böylece, solunan havanın bileşimine göre, vücut hücreleri tarafından enerji üretmek için şu anda hangi maddelerin kullanıldığı yargılanabilir. Doğal olarak DC genellikle 0,85'e yakın bir ara değer alır, ancak bu proteinlerin oksitlendiği anlamına gelmez; daha ziyade yağların ve karbonhidratların eşzamanlı oksidasyonunun sonucudur. DC'nin değeri HPO ile yakından ilişkilidir; HPO'nun keskin dalgalanmalara maruz kaldığı dönemler dışında aralarında neredeyse tam bir uyum vardır. Dinlenme halindeki çocuklarda DC genellikle yetişkinlerden daha yüksektir; bu, karbonhidratların vücudun enerji arzına, özellikle sinir yapılarının aktivitesinde önemli ölçüde daha fazla katılımıyla ilişkilidir.
Kas çalışması sırasında, enerji tedariğinde anaerobik glikoliz işlemlerinin yer alması durumunda DC, HPO'yu önemli ölçüde aşabilir. Bu durumda homeostatik mekanizmalar (kan tampon sistemleri), metabolik ihtiyaçlardan değil homeostatik ihtiyaçlardan dolayı vücuttan ek miktarda CO2 salınmasına yol açar. Bu ek CO2 salınımına "metabolik olmayan fazlalık" adı verilir. Solunan havadaki görünümü, kas yükü seviyesinin belirli bir eşiğe ulaştığı anlamına gelir, bundan sonra anaerobik enerji üretim sistemlerini (“anaerobik eşik”) bağlamanız gerekir. 7 ila 12 yaş arası çocuklarda anaerobik eşiğin göreceli göstergeleri daha yüksektir: böyle bir yük ile daha yüksek kalp atış hızına, pulmoner ventilasyona, kan akış hızına, oksijen tüketimine vb. Sahip olurlar. 12 yaşına gelindiğinde yük, anaerobik eşik keskin bir şekilde azalır ve 17-18 yaşlarından sonra yetişkinlerde karşılık gelen yükten farklı değildir. Anaerobik eşik, insan aerobik performansının en önemli göstergelerinden biri olduğu kadar, bir eğitim etkisinin elde edilmesini sağlayabilecek minimum yüktür.
Dış solunum- bunlar, herhangi bir alet olmadan açıkça görülebilen solunum sürecinin tezahürleridir, çünkü hava, yalnızca göğsün şekli ve hacminin değişmesi nedeniyle hava yollarına girip çıkar. Havanın vücudun derinliklerine nüfuz etmesini ve sonuçta en küçük akciğer kabarcıklarına ulaşmasını sağlayan şey nedir? Bu durumda göğüs kafesi içi ile çevredeki atmosfer arasındaki basınç farkından kaynaklanan bir kuvvet ortaya çıkar. Akciğerler, plevra adı verilen bir bağ dokusu zarı ile çevrilidir ve akciğerler ile plevral kese arasında kayganlaştırıcı ve sızdırmazlık maddesi görevi gören plevral sıvı bulunur. İntraplevral boşluk kapalıdır ve komşu boşluklarla ve göğüsten geçen sindirim ve kan borularıyla iletişim kurmaz. Göğsün tamamı da kapatılmıştır ve karın boşluğundan yalnızca seröz membranla değil, aynı zamanda büyük bir dairesel kas olan diyaframla da ayrılmıştır. Bu nedenle solunum kaslarının inspirasyon sırasında hacminde hafif bir artışa bile yol açan çabaları plevral boşluk içinde oldukça önemli bir vakum sağlar ve havanın ağız ve burun boşluklarına girip nüfuz etmesi bu vakumun etkisi altındadır. gırtlak, trakea, bronşlar ve bronşiyoller yoluyla akciğer dokusuna doğru ilerler.
Solunum eyleminin organizasyonu. Solunum eyleminin düzenlenmesinde, yani göğüs duvarlarının ve karın boşluğunun hareket ettirilmesinde üç kas grubu rol oynar: inspiratuar (solunum sağlayan) dış interkostal kaslar; ekspiratuar (ekshalasyon sağlayan) iç interkostal kaslar ve diyaframın yanı sıra karın duvarının kasları. Bu kasların medulla oblongata'da bulunan solunum merkezinin kontrolü altında koordineli olarak kasılması, kaburgaların nefes verme anındaki konumlarına göre hafifçe ileri ve yukarı hareket etmesine, göğüs kemiğinin yükselmesine ve diyaframın bastırılmasına neden olur. karın boşluğuna. Böylece göğsün toplam hacmi önemli ölçüde artar, orada oldukça yüksek bir vakum oluşturulur ve atmosferden gelen hava akciğerlere akar. Nefes almanın sonunda, solunum merkezinden bu kaslara gelen uyarı durur ve kendi yer çekiminin etkisi altındaki kaburgalar ve gevşemesi sonucunda diyafram “nötr” konuma döner. Göğsün hacmi azalır, buradaki basınç artar ve akciğerlerdeki fazla hava, girdiği aynı tüplerden dışarı atılır. Herhangi bir nedenle nefes vermek zorsa, bu süreci kolaylaştırmak için nefes verme kasları etkinleştirilir. Ayrıca duygusal veya fiziksel stresin etkisi altında nefes almanın yoğunlaştığı veya hızlandığı durumlarda da işe yarar. Solunum kaslarının çalışması da diğer kas çalışmaları gibi enerji harcamayı gerektirir. Sessiz nefes alma sırasında vücudun tükettiği enerjinin %1'inden biraz fazlasının bu ihtiyaçlara harcandığı tahmin edilmektedir.
Normal solunum sırasında göğsün genişlemesinin öncelikle kaburgaların kaldırılmasıyla mı yoksa diyaframın düzleştirilmesiyle mi ilişkili olduğuna bağlı olarak, kostal (torasik) ve diyafragmatik (karın) solunum türleri ayırt edilir. Toraks solunumunda diyafram, intratorasik basınçtaki değişikliklere göre pasif olarak hareket eder. Karın tipinde, diyaframın güçlü kasılmaları karın boşluğunun organlarını büyük ölçüde yerinden çıkarır, böylece nefes alırken mide "dışarı çıkar". Solunum tipinin oluşumu 5-7 yaşlarında ortaya çıkar ve kızlarda genellikle torasik, erkeklerde ise karın olur.
Akciğer havalandırması. Vücut ne kadar büyükse ve solunum kasları ne kadar güçlü çalışırsa, her solunum döngüsünde akciğerlerden o kadar fazla hava geçer. Pulmoner ventilasyonu değerlendirmek için dakikadaki solunum hacmi ölçülür; 1 dakikada solunum yolundan geçen ortalama hava miktarıdır. Bir yetişkinde istirahat halinde bu değer 5-6 l/dk'dır. Yeni doğmuş bir çocukta dakika solunum hacmi 650-700 ml/dak, 1 yıllık yaşamın sonunda 2,6-2,7 l/dak, 6 yılda - 3,5 l/dak, 10 yılda - 4,3 l/dak'ya ulaşır. dk ve ergenlerde - 4,9 l/dak. Fiziksel aktivite sırasında dakikadaki solunum hacmi önemli ölçüde artabilir ve genç erkeklerde ve yetişkinlerde 100 l/dakika veya daha fazlasına ulaşabilir.
Nefes alma sıklığı ve derinliği. Nefes alma ve verme işleminden oluşan solunum eyleminin iki ana özelliği vardır: frekans ve derinlik. Frekans, dakikadaki solunum eylemlerinin sayısıdır. Bir yetişkinde bu değer genellikle 12-15'tir, ancak çok büyük farklılıklar gösterebilir. Yenidoğanlarda uyku sırasında solunum hızı dakikada 50-60'a ulaşır, bir yaşına gelindiğinde 40-50'ye düşer, daha sonra büyüdükçe bu gösterge giderek azalır. Bu nedenle, ilkokul çağındaki çocuklarda solunum hızı genellikle dakikada yaklaşık 25 döngüdür ve ergenlerde - 18-20. Yaşa bağlı değişikliklerin tam tersi eğilim, gelgit hacmiyle gösterilmektedir; nefes derinliğinin ölçüsü. Her solunum döngüsü sırasında akciğerlere giren ortalama hava miktarını temsil eder. Yenidoğanlarda çok küçüktür - sadece 30 ml veya daha az, bir yaşına gelindiğinde 70 ml'ye çıkar, 6 yaşında 150 ml'nin üzerine çıkar, 10 yaşında 240 ml'ye, 14 yaşında - 300 ml'ye ulaşır. Yetişkin bir insanda istirahat halindeki tidal hacim 500 ml'yi geçmez. Dakika solunum hacmi tidal hacim ve solunum hızının ürünüdür.
Bir kişi herhangi bir fiziksel aktivite gerçekleştirirse ek oksijene ihtiyaç duyar ve buna bağlı olarak dakikadaki nefes alma hacmi de artar. 10 yaşın altındaki çocuklarda bu artış, esas olarak dinlenme halindeki nefes almaya göre 3-4 kat daha sık olabilen artan solunumla sağlanırken, gelgit hacmi yalnızca 1,5-2 kat artar. Ergenlerde ve hatta yetişkinlerde dakika hacmindeki artış, esas olarak birkaç kez artabilen gelgit hacmi nedeniyle gerçekleştirilir ve solunum hızı genellikle dakikada 50-60 döngüyü aşmaz. Bu tip solunum sistemi tepkisinin daha ekonomik olduğuna inanılmaktadır. Çeşitli kriterlere göre dış solunumun etkinliği ve verimliliği yaşla birlikte önemli ölçüde artmakta, 18-20 yaş arası erkek ve kız çocuklarında maksimum değerlere ulaşmaktadır. Aynı zamanda erkeklerin nefes alması kural olarak kızlarınkinden daha verimli organize edilir. Solunumun verimliliği ve ekonomisi, özellikle oksijen desteğinin belirleyici bir rol oynadığı sporlarda, beden eğitiminden büyük ölçüde etkilenir. Buna mesafe koşusu, kayak, yüzme, kürek çekme, bisiklete binme, tenis ve diğer dayanıklılık sporları dahildir.
Döngüsel bir yük gerçekleştirirken, solunum ritmi genellikle iskelet kası kasılma ritmine "ayarlanır" - bu, nefes almayı daha kolay ve daha verimli hale getirir. Çocuklarda solunum kaslarının hareket ritminin asimilasyonu, bilincin müdahalesi olmadan içgüdüsel olarak gerçekleşir, ancak öğretmen çocuğa bu tür yüklere en hızlı adaptasyona katkıda bulunan yardımcı olabilir.
Güç ve statik yükler gerçekleştirirken, sözde Lindhardt fenomeni gözlenir - ıkınma sırasında nefesin tutulması ve ardından yükün kaldırılmasından sonra nefes alma sıklığı ve derinliğinde bir artış. Solunum sisteminin olgunlaşmamış olması da dahil olmak üzere 13-14 yaş altı çocukların antrenman ve beden eğitiminde ağır güç ve statik yüklerin kullanılması önerilmez.
Spiogram. Akciğerlere giren ve çıkan havanın yoluna lastik bir körük veya suya batırılmış hafif bir zil yerleştirilirse, bu cihaz solunum kaslarının hareketi sayesinde nefes verirken hacmini artıracak, nefes alırken ise azalacaktır. Tüm bağlantılar kapalıysa (ağız boşluğunu kapatmak için özel bir lastik ağızlık veya yüze takılan bir maske kullanılırsa), o zaman cihazın hareketli kısmına bir yazı aleti takabilir ve tüm nefes hareketlerini kaydedebilirsiniz. 19. yüzyılda icat edilen böyle bir cihaza spirograf denir ve onun yardımıyla yapılan kayda spirogram denir (Şek. 23). Kağıt bant üzerine yapılmış bir spirogramı kullanarak bir kişinin dış solunumunun en önemli özelliklerini niceliksel olarak ölçebilirsiniz. Akciğer hacimleri ve kapasiteleri. Spirogram sayesinde çeşitli akciğer hacimlerini ve kapasitelerini net bir şekilde görebilir ve ölçebilirsiniz. Solunum fizyolojisinde hacimlere genellikle solunum süreci sırasında dinamik olarak değişen ve solunum sisteminin fonksiyonel durumunu karakterize eden göstergeler denir. Konteyner, içerisinde solunum döngüsünün ve gaz değişiminin gerçekleştiği, kısa sürede değiştirilemeyen bir rezervuardır. Tüm pulmoner hacimler ve kapasiteler için referans noktası sessiz ekspirasyon düzeyidir.
Akciğer hacimleri. Dinlenme sırasında tidal hacim, akciğerlerdeki toplam hava hacmiyle karşılaştırıldığında küçüktür. Bu nedenle, bir kişi büyük miktarda ek havayı hem soluyabilir hem de verebilir. Bu hacimler buna göre adlandırılmıştır. inspiratuar yedek hacmi ve ekspiratuar yedek hacmi. Ancak en derin nefes verişte bile alveollerde ve hava yollarında bir miktar hava kalır. Bu, bir spirogram kullanılarak ölçülmeyen sözde artık hacimdir (bunu ölçmek için oldukça karmaşık ekipman ve hesaplamalar kullanılır, inert gazlar kullanılır). Bir yetişkinde yaklaşık 1,5 litredir, çocuklarda ise önemli ölçüde daha azdır.
Pirinç. 24. Spirogram: akciğer kapasitesi ve bileşenleri
A - spirogram diyagramı: 1 - inspiratuar rezerv hacmi; 2 - gelgit hacmi; 3 - yedek ekspiratuar hacim; 4 - artık hacim; 5 - fonksiyonel artık kapasite; 6 - inhalasyon kapasitesi; 7 - hayati kapasite; 8 - toplam akciğer kapasitesi; B - akciğerlerin hacimleri ve kapasiteleri: / - genç sporcular; // - eğitimsiz okul çocukları (ortalama yaş 13) (A.I. Osipov, 1964'e göre). Çubukların üzerindeki sayılar toplam kapasitenin ortalama değerleridir. Sütunlardaki sayılar, akciğer hacimlerinin toplam kapasitenin yüzdesi olarak ortalama değerleridir; çubukların solundaki sayılar spirogramdaki gösterimlere karşılık gelir
Akciğerlerin hayati kapasitesi.İnspirasyon yedek hacmi, tidal hacim ve ekspiratuar yedek hacminin toplam değeri: hayati kapasite(VC), solunum sisteminin durumunun en önemli göstergelerinden biridir. Bunu ölçmek için, mümkün olduğu kadar derin nefes aldıktan sonra mümkün olduğu kadar derin nefes vermeniz gereken çeşitli tasarımlara sahip spirometreler kullanılır - bu hayati hayati kapasite olacaktır. Yaşamsal kapasite vücut büyüklüğüne ve dolayısıyla yaşa bağlıdır ve ayrıca insan vücudunun işlevsel durumuna ve fiziksel uygunluğuna da çok bağlıdır. Her ikisi de sporla, özellikle de dayanıklılık egzersizleriyle meşgul olmayan erkeklerin yaşam kapasitesi kadınlara göre daha yüksektir. Hayati kapasitenin değeri, farklı fiziki yapıya sahip insanlar arasında önemli ölçüde farklılık gösterir: Brakimorfik tiplerde nispeten küçüktür ve dolikomorfik tiplerde çok büyüktür. Yaşamsal kapasiteyi okul çağındaki çocukların ve zorunlu askerlik yapanların fiziksel gelişiminin göstergelerinden biri olarak kullanmak gelenekseldir. Vital vital kapasite ancak çocuğun aktif ve bilinçli katılımıyla ölçülebilir, dolayısıyla 3 yaş altı çocuklara ilişkin neredeyse hiçbir veri yoktur.
Yükleniyor...