Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

Содержание

Газообмен в легких

Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

Легкие – самый объемный внутренний орган нашего организма. Они чем-то очень похожи на дерево (этот отдел так и называется − бронхиальное дерево), увешанное пузырьками-плодиками (альвеолами). Известно, что легкие содержат почти 700 млн. альвеол.

И это функционально оправдано – именно они выполняют главную роль в воздухообмене. Стенки альвеол настолько эластичны, что могут растягиваться в несколько раз при вдохе.

Если сравнить площадь поверхности альвеол и кожи, то открывается удивительный факт: несмотря на кажущуюся компактность, альвеолы в десятки раз превышают по площади кожные покровы.

Газообмен в легких

Легкие – великие труженики нашего организма. Они находятся в постоянном движении, то сокращаясь, то растягиваясь. Это происходит днем и ночью против нашего желания. Однако, совсем автоматическим этот процесс назвать нельзя. Он скорее полуавтоматический.

Мы ведь можем сознательно задержать дыхание или форсировать его. Дыхание – одна из самых необходимых функций организма. Нелишне будет напомнить, что воздух − это смесь газов: кислорода (21%), азота (около 78%), углекислого газа (около 0,03%).

Кроме этого, в нем присутствуют инертные газы и водяные пары.

С уроков биологии многие наверняка помнят опыт с известковой водой. Если выдохнуть через трубочку в прозрачную известковую воду − она помутнеет. Это является неопровержимым доказательством, что в воздухе после выдоха углекислого газа содержится гораздо больше: около 4%. Количество кислорода при этом, наоборот, уменьшается и составляет 14%.

Что управляет легкими или механизм дыхания

Механизм газообмена в легких − весьма интересный процесс. Сами по себе легкие не растянутся и не сожмутся без работы мышц. В легочном дыхании участвуют межреберные мышцы и диафрагма (специальная плоская мышца на границе грудной и брюшной полостей).

Когда сокращается диафрагма, в легких понижается давление, и воздух, естественно, устремляется в орган. Выдох происходит пассивно: эластичные легкие сами выталкивают воздух наружу. Хотя иногда мышцы могут сокращаться и при выдохе.

Так происходит при активном дыхании.

Весь процесс находится под контролем головного мозга. В продолговатом мозге есть специальный центр регуляции дыхания. Реагирует он на наличие углекислого газа в крови. Как только его становится меньше, центр по нервным путям посылает сигнал диафрагме. Происходит процесс ее сокращения, и наступает вдох. При повреждении дыхательного центра больному вентилируют легкие искусственным путем.

Как в легких происходит обмен газов?

задача легких не просто перегонять воздух, а осуществлять процесс газообмена. В легких меняется состав вдыхаемого воздуха. И здесь основная роль принадлежит кровеносной системе.

Что же представляет собой кровеносная система нашего организма? Ее можно представить большой рекой с притоками из маленьких речушек, в которые впадают ручейки.

Вот такими ручейками-капиллярами пронизаны все альвеолы.

Кислород, поступивший в альвеолы, проникает в стенки капилляров. Это происходит потому, что в крови и воздухе, содержащимся в альвеолах, давление разное.

Венозная кровь имеет меньшее давление, чем воздух альвеол. Поэтому кислород из альвеол устремляется в капилляры. Давление же углекислого газа меньше в альвеолах, чем в крови.

По этой причине из венозной крови углекислый газ направляется в просвет альвеол.

В крови имеются специальные клетки – эритроциты, содержащие белок гемоглобин. Кислород присоединяется к гемоглобину и путешествует в таком виде по организму. Кровь, обогащенная кислородом, называется артериальной.

Дальше кровь переносится к сердцу. Сердце − еще один наш неутомимый труженик − перегоняет кровь, обогащенную кислородом, к клеткам тканей. И далее по «реченькам-ручейкам» кровь вместе с кислородом доставляется ко всем клеткам организма.

В клетках она отдает кислород, забирает углекислый газ – продукт жизнедеятельности. И начинается обратный процесс: тканевые капилляры – вены – сердце – легкие. В легких обогащенная углекислым газом кровь (венозная) поступает опять в альвеолы и вместе с остатками воздуха выталкивается наружу.

Углекислый газ, также как и кислород, переносится с помощью гемоглобина.

Итак, в альвеолах происходит двойной газообмен. Весь этот процесс осуществляется молниеносно, благодаря большой площади поверхности альвеол.

Недыхательные функции легких

Значение легких определяется не только дыханием. К дополнительным функциям этого органа можно отнести:

  • защита механическая: в альвеолы поступает стерильный воздух;
  • защита иммунная: в крови содержатся антитела к различным патогенным факторам;
  • очистительная: кровь выводит газообразные токсические вещества из организма;
  • поддержка кислотно-щелочного равновесия крови;
  • очищение крови от мелких тромбов.

Но какими бы ни казались они важными, все-таки основная работа легких – дыхание.

Источник: http://pulmones.ru/gazoobmen-v-legkih

Газообмен в легких и тканях кратко

Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

Газообмен в тканях и легких — один из важнейших процессов в нашем организме, позволяющий регулировать жизненно необходимый уровень содержания кислорода и углекислого газа. При дыхании человек получает большое количество необходимого для всех процессов жизнедеятельности кислорода, который в дальнейшем будет доставлен по средствам кровеносной системы ко всем органам и частям тела.

Другим важным химическим элементом, который содержится в организме человека и окружающей атмосфере, является углекислый газ. Избыток этого соединения приводит к серьезным последствиям для тканей и всех органов нашего тела. За выведение избыточного количества углекислого газа также выступает газообмен, непрерывно происходящий в каждой части организма.

Кстати! Узнайте, какие органы дыхания человека существуют и какие функции они выполняют.

Возникли вопросы или что-то непонятно? Спросите у редактора статьи – здесь.

Газообмен в легкихГазообмен в тканяхНеобходимые условия для газообмена

Жизненная емкость легких для газообмена

Газообмен в легких

Воздух, который человек вдыхает и выдыхает обратно значительно отличается по своему химическому составу. Воздух в окружающей атмосфере содержит в своем составе до 21 процента кислорода и около 0,04 процента углекислого газа. При выдохе содержание обоих веществ изменяется, кислорода становится около 16 процентов, углекислого газа — 4-5 процента.

Огромную роль в процессе газообмена в легких играют альвеолы. Они покрыты сетью мелких капилляров, в которые переносится венозная кровь, идущая от сердца. Попадающая в легкие кровь бедна кислородом и содержит большое количество углекислого газа.

При этом, поглощаемый при дыхании воздух, как уже было сказано, богат кислородом. Далее, благодаря процессам диффузии и осмоса, кислород переходит в альвеолы.

Из них он попадает в кровеносную систему и соединяется с молекулами гемоглобина, находящимися в эритроцитах.

Обратным эффектом процесса диффузии является отдача избыточного углекислого газа из кровеносных капилляров альвеолами во вдыхаемый воздух. Кроме этого, при постоянном процессе газообмена из крови выделяется некоторое количество воды, выходящей при дыхании в виде пара.

Газообмен в тканях

Кислород в организме активно расходуется на постоянные процессы окисления, происходящие в тканях. Эти процессы являются причиной того, что содержание кислорода в тканях значительно ниже, чем в крови, поступающей от сердца к органам. Благодаря газообмену тканевая жидкость насыщается необходимым количеством кислорода, а затем передает его непосредственно в ткани органов.

Насыщение крови углекислым газом происходит в обратном порядке. Из-за непрекращающихся химических процессов, происходящих в тканях, образовавшийся углекислый газ сначала переносится в тканевую жидкость, а потом насыщает собой кровь.

Необходимые условия для газообмена

Следует помнить, что протекание правильного цикла газообмена в организме возможно лишь при соблюдении всех необходимых условий.

  1. Самым необходимым условием является постоянная смена воздуха в легких — это является причиной того, что дыхательный процесс не прерывается ни на секунду. Постоянных процесс дыхания, производимый при помощи дыхательных мышц, ежесекундно наполняет легкие чистым воздухом, обогащенным кислородом. Прекращение дыхания на несколько минут способствует недостаточному уровню содержания необходимых химических соединений. Именно по этой причине отсутствие дыхания приводит к быстрой смерти из-за недостатка кислорода в крови.
  2. Особое внимание следует уделить химическому составу вдыхаемого воздуха. Современная атмосфера с каждым днем все больше загрязняется производимыми человеческими изобретениями выбросами. Уровень кислорода в районах, прилегающих к крупным предприятиям, является недостаточным для полноценного протекания процессов газообмена в тканях и легких. Кроме этого, стоит избегать непроветриваемых помещений и мест, где вентиляция недостаточно оптимизирована для нахождения большого количества людей. Избыток углекислого газа в помещении способен вызвать головокружение и стать причиной потери сознания.

Жизненная емкость легких для газообмена

Понятие ЖЕЛ — жизненная емкость легких, определяется как количество воздуха, которое человек способен вдохнуть при одном вдохе. Этот показатель является очень важным для правильного газообмена в организме, так как он является в своем роде мерилом правильности процесса дыхания.

Измерение ЖЕЛ производится при помощи спирометра — специального прибора. Так, показателем среднестатистического человека является 3,5 литра. Этот уровень является нормой, которая означает достаточное поступление в организм кислорода, необходимого для правильного газообмена.

При этом, ЖЕЛ способна значительно отличаться у разных людей. Так, спортсмены обладают ЖЕЛ, превышающей среднестатистические показатели примерно на 30-45 процентов.

Полные люди неспособны получать необходимое количество кислорода, поэтому являются более медлительными в повседневной жизни.

Большинство биохимических процессов, проходящие в теле человека, требуют кислород. Его поступление в достаточном количестве способствует правильной работе всех органов человеческого тела.

Проходящие в теле процессе благодаря кислороду выделяют энергию и необходимые для поддержания работы организма вещества. При этих процессах также происходит выделение углекислого газа, избыточное количество которого в организме недопустимо.

Газообмен позволяет избавиться от перенасыщения им крови и тканей.

Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.

Источник: http://surgeryzone.net/info/fiziologiya/gazoobmen-v-legkix-i-tkanyax-kratko.html

Обмен газов в легких

Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

Предыдущая22232425262728293031323334353637Следующая

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кисло-рода из альвеолярного воздуха в кровь (500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (430 л в сутки). Диффузию обес-печивает разность парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжения в крови.

Парциальное давление газа в газовой смеси пропорционально процентному содержанию газа в ней (табл. 3). Разность парциального давления кислорода (100 мл рт. ст.) и углекислого газа (40 мм рт. ст.) в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов проникают через альвеолярную мембрану в кровь.

В крови газ находится в растворенном свободном состоянии. Сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду, называется напряжением газа в жидкости. Если парциальное давление газа выше его напряжения, газ будет растворяться. Если парциальное давление газа ниже его напряжения, то газ будет выхо-дить из раствора в газовую среду.

Диффузия кислорода обеспечивается разностью парциальных давлений, составляющей 60 мм рт. ст. Кровь через капилляры малого круга протекает за 0,7 с, что достаточно для растворения кислорода в крови и перехода оксида углерода в альвеолярный воздух.

Переносчиком газов является кровь. Кислород и углекислый газ переносятся в связанном состоянии. Благодаря особому свойству ге-моглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве.

В нор-ме 1 л артериальной крови содержит 180—200 мл кислорода, веноз-ной — 120 мл. Часть кислорода, поглощаемая тканями из артериаль-ной крови, называется коэффициентом утилизации.

Одна молекула гемоглобина способна присоединять к себе четыре молекулы кисло-рода, образуя нестойкое соединение оксигемоглобин. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. В 100 мл крови содержится 15 г гемогло-бина.

При поступлении в ткани оксигемоглобин отдает кислород клеткам, а образовавшийся в результате обмена веществ углекислый газ переходит в кровь и присоединяется к гемоглобину, образуя не-прочное соединение карбгемоглобин.

Обмен газов в тканях

Наименьшее напряжение кислорода наблюдается в местах его по-требления — в клетках, где кислород используется для процессов окисления. Молекулы кислорода, освобождающиеся в результате рас-щепления оксигемоглобина, движутся в направлении более низкого напряжения. В тканевой жидкости оно около 40 мм рт. ст., что значи-тельно ниже, чем в крови.

В клетках в результате обменных процессов наблюдается наиболь-шее напряжение углекислого газа (до 60 мм рт. ст.), в артериальной крови оно составляет 40 мм рт. ст. Углекислый газ движется по гради-енту напряжения в кровеносные капилляры и транспортируется кро-вью к легким.

Регуляция дыхания

Изменение режима работы дыхательной системы, направленное на точное и своевременное удовлетворение потребности организма в кислороде, называется регуляцией дыхания. Как и регуляция других вегетативных функций, она осуществляется нервным и гуморальным путем.

Нервная регуляция дыхания контролируется дыхательным центром, находящимся в продолговатом мозге, где каждые 4 с возникает возбу-ждение. Этот нервный центр был впервые подробно исследован рус-ским физиологом Н.А. Миславским( 1854-1928).

Дыхательный центр состоит из двух тесно взаимосвязанных отделов, ответственных за протекание вдоха (инспираторный центр) и выдоха (экспираторный центр). Возбудимость нервных клеток дыхательного центра опреде-ляется содержанием в крови углекислого газа (гуморальный фактор).

При повышении в крови концентрации углекислого газа степень воз-буждения нервных клеток дыхательного центра возрастает, что при-водит к интенсификации дыхания. Важное значение в регуляции ды-хания имеют также и другие рефлекторные механизмы.

Так, при вдохе происходит растяжение легких и раздражение барорецепторов, распо-ложенных в их стенках, а также в межреберных мышцах и диафрагме. Центростремительные импульсы поступают в продолговатый мозг, происходит торможение вдоха, и начинается выдох.

Как только рас-тяжение легких прекращается, импульсы в нервный центр перестают поступать, возбудимость нервных клеток возрастает и опять вклю-чается механизм вдоха. Разрушение дыхательного центра приводит к немедленной остановке дыхания и гибели организма. Участие коры головного мозга в регуляции дыхания доказывается возможностью произвольной задержки дыхания или его интенсификацией. Способ-ность к произвольной регуляции дыхания зависит от тренированности

организма. Например, у спортсменов возможно произвольное усиле-ние дыхания и увеличение его максимального объема до 200 л, в то время как у людей, не занимающихся спортом, — только до 70-80 л. Примером участия коры головного мозга в регуляции дыхания явля-ется также изменение его у спортсменов на старте или у студентов, сдающих экзамены.

Гуморальная регуляция дыхания осуществляется, во-первых, за счет прямого воздействия углекислого газа крови на дыхательный центр. Во-вторых, при изменении химического состава крови возбуждаются рецепторы сосудов и импульсы от них поступают в дыхательный центр, соответственно изменяя его работу.

При повышении или понижении атмосферного давления прояв-ляются особенности дыхательной системы.

При понижении давления происходят следующие изменения. Подъем на высоту 1,5—2 км не сопровождается изменением дыхания. На высоте 2-5 км наступает увеличение вентиляции легких, повыша-ется артериальное давление и увеличивается частота сердечных со-кращений.

При дальнейшем снижении атмосферного давления на высоте 4—5 км развивается горная или высотная болезнь, сопровож-дающаяся слабостью, снижением частоты сердечных сокращений и артериального давления, головными болями, уменьшением глуби-ны дыхания.

Выше 7 км могут наступить потеря сознания и опасные для жизни нарушения дыхания и кровообращения. Длительное пре-бывание в горах сопровождается акклиматизацией.

Это обусловлено увеличением количества эритроцитов, гемоглобина, повышением вентиляции легких, повышением устойчивости нервных клеток к ги-поксии.

Повышение давления наблюдается при погружении на глубину. В этих условиях увеличивается растворимость газов в крови, что мо-жет привести к «кислородному отравлению», сопровождающемуся судорогами. В связи с этим при погружении используются гелие-во-кислородные смеси. Преимущество гелия в том, что он практиче-ски нерастворим в воде.

Особого внимания требует переход человека от высокого давления к нормальному. При высоком давлении, как мы отмечали, увеличивается растворимость газов в крови. В случае быст-рого подъема они не успевают выделиться из организма и образуют в крови пузырьки, которые разносятся кровью и закупоривают сосу-ды (газовая эмболия).

При этом появляются боли в мышцах, голово-кружение, рвота, одышка, потеря сознания и параличи.

Предыдущая22232425262728293031323334353637Следующая

Date: 2016-05-25; view: 138; Нарушение авторских прав

Понравилась страница? Лайкни для друзей:

Легкие – самый объемный внутренний орган нашего организма. Они чем-то очень похожи на дерево (этот отдел так и называется − бронхиальное дерево), увешанное пузырьками-плодиками (альвеолами). Известно, что легкие содержат почти 700 млн. альвеол.

И это функционально оправдано – именно они выполняют главную роль в воздухообмене. Стенки альвеол настолько эластичны, что могут растягиваться в несколько раз при вдохе.

Если сравнить площадь поверхности альвеол и кожи, то открывается удивительный факт: несмотря на кажущуюся компактность, альвеолы в десятки раз превышают по площади кожные покровы.

Газообмен в легких

Легкие – великие труженики нашего организма. Они находятся в постоянном движении, то сокращаясь, то растягиваясь. Это происходит днем и ночью против нашего желания. Однако, совсем автоматическим этот процесс назвать нельзя. Он скорее полуавтоматический.

Мы ведь можем сознательно задержать дыхание или форсировать его. Дыхание – одна из самых необходимых функций организма. Нелишне будет напомнить, что воздух − это смесь газов: кислорода (21%), азота (около 78%), углекислого газа (около 0,03%). Кроме этого, в нем присутствуют инертные газы и водяные пары.

С уроков биологии многие наверняка помнят опыт с известковой водой. Если выдохнуть через трубочку в прозрачную известковую воду − она помутнеет. Это является неопровержимым доказательством, что в воздухе после выдоха углекислого газа содержится гораздо больше: около 4%. Количество кислорода при этом, наоборот, уменьшается и составляет 14%.

Дыхание — обмен газов между клетками и окружающей средой. Этапы газообмена в человеческом организме. Органы дыхания, строение легких. Характеристика, возбудители и основные симптомы заболеваний дыхательной системы, способы профилактики данных болезней

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

  • Возрастные особенности органов дыхания. Нарушения и профилактика

    Значение дыхания для жизнедеятельности организма. Механизм дыхания. Обмен газов в легких и тканях. Регуляция дыхания в организме человека. Возрастные особенности и нарушения деятельности органов дыхания. Дефекты органов речи. Профилактика заболеваний.

    курсовая работа [30,1 K], добавлен 26.06.2012

  • Наблюдение и уход за больными с заболеваниями органов дыхания

    Дыхание как физиологический процесс газообмена для поддержания метаболизма и гомеостаза. Симптомы патологий дыхательной системы: одышка, удушье, кашель, мокрота, легочное кровотечение, боли в грудной клетке. Профилактика заболеваний органов дыхания.

  • Источник: https://laservirta.ru/%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD-%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2-%D0%B2-%D0%BB%D0%B5%D0%B3%D0%BA%D0%B8%D1%85/

    Газообмен в легких и тканях

    Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

    Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

    Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3%, а углекислого газа 4% (табл. 13).

    Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислорода (14,2%).

    Азот и инертные газы, входящие в состав воздуха, в дыхании участия не принимают, и их содержание во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе практически одинаково.

    Таблица 13

    Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

    Воздух газов (в %)
    кислородуглекислый газазот
    ВдыхаемыйВыдыхаемыйАльвеолярный20,9416,314,20,03 45,279,0379,780,6

    Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.

    Парциальное давлениеи напряжение газов

    В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие. Переход газов из воздуха вжидкость и из жидкости ввоздух происходит за счет разницы парциального давления этих газов в воздухе и жидкости.

    Парциальным давлением называют часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем соответственно выше его парциальное давление. Атмосферный воздух, как известно, — смесь газов.

    В этой смеси газов кислорода содержится 20,94%, углекислого газа — 0,03% и азота — 79,03%. Давление атмосферного воздуха 760 мм рт. ст. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе составляет 20,94% от 760 мм, т. е. 159 мм, азота — 79,03% от 760 мм, т. е.

    около 600 мм, углекислого газа в атмосферном воздухе мало — 0,03% от 760 мм—0,2 мм рт. ст.

    Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов. Напряжение газов выражается в тех же единицах, что и давление (в мм рт. ст.). Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем напряжение этого газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости.

    Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100—105 мм рт. ст., а в притекающей к легким крови напряжение кислорода в среднем 40 мм рт. ст., поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.

    Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением. 

    Газообмен в легких

    Переход в легких кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и поступление углекислого газа из крови в легкие подчиняются описанным выше закономерностям.

    Благодаря работам И. М. Сеченова стало возможно изучение газового состава крови и условий газообмена в легких и тканях.

    Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью путем диффузии. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот.

    Газообмен зависит от поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. Такие условия есть в легких. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100—150 м2. Так же велика и поверхность капилляров в легких.

    Есть и достаточная разница парциального давления газов альвеолярного воздуха и напряжения этих газов в венозной крови (табл. 14).

    Таблица 14

    Парциальное давление кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и их напряжение в крови (в мм рт. ст.)

    ГазПарциальное давление (напряжение)
    атмосферный воздухальвеолярный воздухвенозная кровь (в капиллярах легких)артериальная кровь
    Кислород Углекислый газ159 0,2—0,3100—110 4040 47102 40

    Из таблицы 14 следует, что разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода 110—40 = 70 мм рт. ст., а для углекислого газа 47—40=7 мм рт. ст.

    Опытным путем удалось установить, что при разнице напряжения кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25—60 см3 кислорода в минуту. Следовательно, разность давлений кислорода в 70 мм рт. ст. достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.

    Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому за счет разности в 7 мм рт. ст. углекислый газ успевает выделиться из крови.

    Перенос газов кровью

    Кровь переносит кислород и углекислый газ. В крови, как и во всякой жидкости, газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и в химически связанном. И кислород, и углекислый газ в очень небольшом количестве растворяются в плазме крови. Большая часть кислорода и углекислого газа переносится в химически связанном виде.

    Основной переносчик кислорода — гемоглобин крови. Каждый грамм гемоглобина связывает 1,34 см3 кислорода. Гемоглобин обладает способностью вступать в соединение с кислородом, образуя оксигемоглобин. Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше образуется оксигемоглобина. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода 100—110 мм рт. ст.

    При этих условиях 97% гемоглобина крови связывается с кислородом. В виде оксигемоглобина кислород кровью приносится к тканям. Здесь парциальное давление кислорода низкое и оксигемоглобин — соединение непрочное — высвобождает кислород, который используется тканями. На связывание кислорода гемоглобином оказывает влияние и напряжение углекислого газа.

    Углекислый газ уменьшает способность гемоглобина связывать кислород и способствует диссоциации оксигемоглобина. Повышение температуры также уменьшает возможности связывания гемоглобином кислорода. Известно, что температура в тканях выше, чем в легких.

    Все эти условия помогают диссоциации оксигемоглобина, в результате чего кровь отдает высвободившийся из химического соединения кислород в тканевую жидкость.

    Свойство гемоглобина связывать кислород имеет жизненное значение для организма. Иногда люди гибнут от недостатка кислорода в организме, окруженные самым чистым воздухом.

    Это может случиться с человеком, оказавшимся в условиях пониженного давления (на больших высотах), где в разреженной атмосфере очень низкое парциальное давление кислорода. 15 апреля 1875 г. воздушный шар «Зенит», на борту которого находились три воздухоплавателя, достиг высоты 8000 м.

     Когда шар приземлился, то в живых остался только один человек. Причиной гибели людей было резкое снижение величины парциального давления кислорода на большой высоте.

    На больших высотах (7—8 км) артериальная кровь по своему газовому составу приближается к венозной; все ткани тела начинают испытывать острый недостаток кислорода, что и приводит к тяжелым последствиям. Подъем на высоту более 5000 м, как правило, требует пользования специальными кислородными приборами.

    При специальной тренировке организм может приспосабливаться к пониженному содержанию кислорода в атмосферном воздухе. У тренированного человека углубляется дыхание, увеличивается количество эритроцитов в крови за счет усиленного образования их в кроветворных органах и поступления из депо крови.

    Кроме того, усиливаются сердечные сокращения, что приводит к увеличению минутного объема крови. Для тренировки широко применяют барокамеры. Углекислый газ переносится кровью в виде химических соединений— бикарбонатов натрия и калия.

    Связывание углекислого газа и отдача его кровью зависят от его напряжения в тканях и крови.

    Кроме того, в переносе углекислого газа участвует гемоглобин крови. В капиллярах тканей гемоглобин вступает в химическое соединение с углекислым газом. В легких это соединение распадается с освобождением углекислого газа. Около 25—30% выделяемого в легких углекислого газа переносится гемоглобином.

    Статья на тему Газообмен в легких и тканях

    Источник: https://znaesh-kak.com/m/a/%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD-%D0%B2-%D0%BB%D0%B5%D0%B3%D0%BA%D0%B8%D1%85-%D0%B8-%D1%82%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D1%8F%D1%85

    Физиология дыхания 1

    Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

    Дыхание – сложный непрерывный процесс, в результате которого постоянно обновляется газовый состав крови.

    В процессе дыхания различают три звена: внешнее, или легочное, дыхание, транспорт газов кровью и внутреннее, или тканевое, дыхание.

    Внешнее дыхание — это газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Осуществляется в два этапа — обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом и газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.

    Аппарат внешнего дыхания включает в себя дыхательные пути, легкие, плевру, скелет грудной клетки и ее мышцы, а также диафрагму.

    Основной функцией аппарата внешнего дыхания является обеспечение организма кислородом и освобождение его от избытка углекислого газа.

    О функциональном состоянии аппарата внешнего дыхания можно судить по ритму, глубине, частоте дыхания, по величине легочных объемов, по показателям поглощения кислорода и выделения углекислого газа и т. д.

    Транспорт газов осуществляется кровью. Он обеспечивается разностью парциального давления (напряжения) газов по пути их следования: кислорода от легких к тканям, углекислого газа от клеток к легким.

    Внутреннее или тканевое дыхание также может быть разделено на два этапа. Первый этап – обмен газов между кровью и тканями. Второй — потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа (клеточное дыхание).

    СОСТАВ ВДЫХАЕМОГО, ВЫДЫХАЕМОГО И АЛЬВЕОЛЯРНОГО ВОЗДУХА

    Человек дышит атмосферным воздухом, который имеет следующий состав: 20,94% кислорода, 0,03% углекислого газа, 79,03% азота. В выдыхаемом воздухе обнаруживается 16,3% кислорода, 4% углекислого газа, 79,7% азота.

    Альвеолярный воздух по составу отличается от атмосферного. В альвеолярном воздухе резко уменьшается содержание кислорода и возрастает количество углекислого газа. Процентное содержание отдельных газов в альвеолярном воздухе: 14,2—14,6%кислорода, 5,2—5,7% углекислого газа, 79,7—80% азота.

    СТРОЕНИЕ ЛЕГКИХ.

    Легкие — парные дыхательные органы, расположенные в герметически замкнутой грудной полости. Их воздухоносные пути представлены носоглоткой, гортанью, трахеей.

    Трахея в грудной полости делится на два бронха — правый и левый, каждый из которых, многократно разветвляясь, образует так называемое бронхиальное дерево.

    Мельчайшие бронхи — бронхиолы на концах расширяются в слепые пузырьки — легочные альвеолы.

    В дыхательных путях газообмен не происходит, и состав воздуха не меняется. Пространство, заключенное в дыхательных путях называется мертвым, или вредным. При спокойном дыхании объем воздуха в мертвом пространстве составляет 140—150 мл.

    Строение легких обеспечивает выполнение ими дыхательной функции. Тонкая стенка альвеол состоит из однослойного эпителия, легко проходимого для газов.

    Наличие эластических элементов и гладких мышечных волокон обеспечивает быстрое и легкое растяжение альвеол, благодаря чему они могут вмещать большие количества воздуха.

    Каждая альвеола покрыта густой сетью капилляров, на которые разветвляется легочная артерия.

    Каждое легкое покрыто снаружи серозной оболочкой — плеврой, состоящей из двух листков: пристеночного и легочного (висцерального). Между листками плевры имеется узкая щель, заполненная серозной жидкостью — плевральная полость.

    Расправление и спадение легочных альвеол, а также движение воздуха по воздухоносным путям сопровождается возникновением дыхательных шумов, которые можно исследовать методом выслушивания (аускультации).

    Давление в плевральной полости и в средостении в норме всегда отрицательное. За счет этого альвеолы всегда находятся в растянутом состоянии. Отрицательное внутригрудное давление играет значительную роль в гемодинамике, обеспечивая венозный возврат крови к сердцу и улучшая кровообращение в легочном круге, особенно в фазу вдоха.

    ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦИКЛ.

    Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Длительность вдоха у взрослого человека от 0,9 до 4,7 с, длительность выдоха1,2—6 с. Дыхательная пауза различна по величине и даже может отсутствовать.

    Дыхательные движения совершаются с определенным ритмом и частотой, которые определяют по числу экскурсий грудной клетки в 1 мин. У взрослого человека частота дыхательных движений составляет 12—18 в 1 мин.

    Глубину дыхательных движений определяют по амплитуде экскурсий грудной клетки и с помощью специальных методов, позволяющих исследовать легочные объемы.

    Механизм вдоха. Вдох обеспечивается расширением грудной клетки вследствие сокращения дыхательных мышц – наружных межреберных и диафрагмы. Поступление воздуха в легкие в значительной степени зависит от отрицательного давления в плевральной полости.

    Механизм выдоха. Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления дыхательной мускулатуры, а также вследствие эластической тяги легких, стремящихся занять исходное положение.

    Эластические силы легких представлены тканевым компонентом и силами поверхностного натяжения, которые стремятся сократить альвеолярную сферическую поверхность до минимума. Однако альвеолы в норме никогда не спадаются.

    Причина этого – наличие в стенках альвеол поверхностно-активного стабилизирующего вещества – сурфактанта, вырабатываемого альвеолоцитами.

    ЛЕГОЧНЫЕ ОБЪЕМЫ. ЛЕГОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ.

    Дыхательный объем — количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании. Его объем составляет 300 — 700 мл.

    Резервный объем вдоха — количество воздуха, которое может быть введено в легкие, если вслед за спокойным вдохом произвести максимальный вдох. Резервный объем вдоха равняется 1500—2000 мл.

    Резервный объем выдоха — тот объем воздуха, который удаляется из легких, если вслед за спокойным вдохом и выдохом произвести максимальный выдох. Он составляет 1500—2000 мл.

    Остаточный объем — это объем воздуха, который остается в легких после максимально глубокого выдоха. Остаточный объем равняется 1000—1500 мл воздуха.

    Дыхательный объем, резервные объемы вдоха и выдоха
    составляют так называемую жизненную емкость легких.
    Жизненная емкость легких у мужчин молодого возраста
    составляет 3,5—4,8 л, у женщин — 3—3,5 л.

    Общая емкость легких состоит из жизненной емкости легких и остаточного объема воздуха.

    Легочная вентиляция — количество воздуха, обмениваемое в 1 мин.

    Легочную вентиляцию определяют путем умножения дыхательного объема на число дыханий в 1 мин (минутный объем дыхания). У взрослого человека в состоянии относительного физиологического покоя легочная вентиляция составляет 6—8 л в 1 мин.

    Легочные объемы могут быть определены с помощью специальных приборов — спирометра и спирографа.

    ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ.

    Кровь доставляет тканям кислород и уносит углекислый газ.

    Движение газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в окружающую среду осуществляется благодаря разности их парциального давления. Газ всегда диффундирует из среды, где имеется высокое давление, в среду с меньшим давлением.

    Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе 21,1 кПа (158 мм рт. ст.), в альвеолярном воздухе — 14,4—14,7 кПа (108—110 мм рт. ст.) и в венозной крови, притекающей к легким,—5,33 кПа (40 мм рт. ст.).

    В артериальной крови капилляров большого круга кровообращения напряжение кислорода составляет 13,6—13,9 кПа (102—104 мм рт. ст.), в межтканевой жидкости — 5,33 кПа (40 мм рт. ст.), в тканях — 2,67 кПа (20 мм рт. ст.).

    Таким образом, на всех этапах движения кислорода имеется разность его парциального давления, что способствует диффузии газа.

    Движение углекислого газа происходит в противоположном направлении. Напряжение углекислого газа в тканях — 8,0 кПа и более (60 и более мм рт. ст.), в венозной крови — 6,13 кПа (46 мм рт. ст.

    ), в альвеолярном воздухе — 0,04 кПа (0,3 мм рт. ст.). Следовательно, разность напряжения углекислого газа по пути его следования является причиной диффузии газа от тканей в окружающую среду.

    Транспорт кислорода кровью. Кислород в крови находится в двух состояниях: физическом растворении и в химической связи с гемоглобином.

    Гемоглобин образует с кислородом очень непрочное, легко диссоциирующее соединение – оксигемоглобин: 1г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода.

    Максимальное количество кислорода, которое может быть связано 100 мл крови, – кислороднаяемкость крови (18,76 мл или 19 об%).

    Насыщение гемоглобина кислородом колеблется от 96 до 98%.

    Степень насыщения гемоглобина кислородом и диссоциация оксигемоглобина (образование восстановленного гемоглобина) не находятся в прямой пропорциональной зависимости от напряжения кислорода.

    Эти два процесса не являются линейными, а совершаются по кривой, которая получила название кривой связывания илидиссоциации оксигемоглобина.

    Рис. 25. Кривые диссоциации оксигемоглобина в водном растворе (I) и в крови (II) при напряжении углекислого газа 5,33 кПа (40 мм рт. ст.) (по Баркрофту).

    При нулевом напряжении кислорода оксигемоглобина в крови нет. При низких значениях парциального давления кислорода скорость образования оксигемоглобина невелика.

    Максимальное количество гемоглобина (45— 80%) связывается с кислородом при его напряжении 3,47—6,13 кПа (26—46 мм рт. ст.).

    Дальнейшее повышение напряжения кислорода приводит к снижению скорости образования оксигемоглобина (рис. 25).

    Сродство гемоглобина к кислороду значительно понижается при сдвиге реакциикрови в кислую сторону, что наблюдается в тканях и клетках организма вследствие образования углекислого газа

    Переход гемоглобина в оксигемоглобин и из него в восстановленный зависит и от температуры. При одном и том же парциальном давлении кислорода в окружающей среде при температуре 37—38° С в восстановленную форму переходит наибольшее количество оксигемоглобина,

    Транспорт углекислого газа кровью. Углекислый газ переносится к легким в форме бикарбонатов и в состоянии химической связи с гемоглобином (карбогемоглобин).

    Источник: http://medlecture.ru/lectures/phisiologia-semestr-2/pages/phisiologia-dyhaniya-1

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.