Fyziológia dýchania

Všeobecné charakteristiky dýchacieho systému

Dýchanie je životne dôležitá funkcia tela, ktorá zabezpečuje výmenu plynov medzi bunkami tela a vonkajším prostredím. Na vykonávanie energetických procesov bunky spotrebúvajú kyslík a uvoľňujú oxid uhličitý. Ak sa tieto procesy zastavia maximálne na 5 minút, dôjde k nezvratným zmenám v bunkách. Obzvlášť citlivé na nedostatok kyslíka sú bunky mozgovej kôry mozgu a srdca.

Dýchanie zahŕňa päť vzájomne súvisiacich procesov:

1. Vonkajšie dýchanie - výmena vzduchu medzi vonkajším prostredím a pľúcnymi alveolami (uskutočňuje sa prostredníctvom úkonov vdychovania a výdychu).

2. Výmena plynov v pľúcach - difúzia plynov medzi pľúcnymi alveolami a krvou, v dôsledku čoho sa venózna krv mení na arteriálnu.

3. Transport plynov (kyslíka a oxidu uhličitého) krvou.

4. Výmena plynov v tkanivách - difúzia kyslíka z kapilár systémového obehu do buniek a oxidu uhličitého - z buniek do krvi.

5. Tkanivové dýchanie – oxidačné procesy v bunkách.

Niektoré informácie o štruktúre dýchacieho systému

Medzi dýchacie orgány patria pľúca, priedušnica, hrtan a nosové priechody. Výmena plynov medzi krvou a vzduchom prebieha iba v pľúcnych alveolách, ostatné cesty sa nazývajú dýchacie cesty. Posledne uvedené zahŕňajú horné dýchacie cesty - od nosových priechodov po hlasivkovú štrbinu a dolné - od hlasiviek po alveoly.

Keďže v dýchacích cestách nedochádza k výmene plynov, nazývajú sa „škodlivý“ alebo „mŕtvy“ priestor – analogicky s piestovými mechanizmami. Sú však veľmi dôležité, pretože cez ne sa vzduch ohrieva, zvlhčuje a čistí od makro- a mikročastíc (prach, sadze, mikroorganizmy). Tvorí sa tu veľa hlienu, funguje riasinkový epitel. V submukóznej vrstve je veľa lymfocytov, makrofágov, eozinofilov, ktoré chránia telo pred prenikaním patogénnej mikroflóry z vonkajšieho prostredia. Dýchacie cesty sú receptívne zóny ochranných dýchacích ciest kýchania a kašľa.

Pľúca sú umiestnené v hrudnej dutine, tvorenej dvoma vrstvami pleury - viscerálnou a parietálnou. Viscerálny list je pevne spojený s pľúcami, ako aj s inými orgánmi hrudnej dutiny. Parietálny list sa spája s pobrežnou stenou a membránou. Medzi týmito listami pleury je úzka kapilárna medzera, ktorá sa nazýva interpleurálna alebo pleurálna dutina. Je naplnená malým množstvom seróznej tekutiny. Presne povedané, interpleurálna trhlina je hrudná dutina. Tlak v interpleurálnej dutine je nižší ako atmosférický, to znamená negatívny. Preto sú pľúca neustále naplnené vzduchom a natiahnuté - pri nádychu aj výdychu.

Ryža. 9. Štruktúra pľúc: 1 - priedušnica;

2 - pravý bronchus; 3 - ľavý bronchus; 4 - alveoly.

Vnútorný povrch alveol je pokrytý špeciálnou látkou pozostávajúcou z fosfolipidov, proteínov a glykoproteínov - povrchovo aktívna látka . Surfaktant znižuje povrchové napätie alveol, hrá dôležitú úlohu pri prevencii kolapsu alveol počas výdychu a uľahčuje ich expanziu počas nádychu. Okrem toho k výmene plynov cez stenu alveol dochádza iba vtedy, ak sú rozpustené v povrchovo aktívnej látke.

vonkajšie dýchanie

vonkajšie dýchanie, alebo ventilácia pľúc je výmena plynov medzi alveolami pľúc a okolitým vzduchom. Tvorí ho nádych a výdych. Pľúca sa pri nádychu rozťahujú a pri výdychu kolabujú v dôsledku zmien tlaku v hrudnej dutine.

Hrudná dutina je úzka kapilárna medzera medzi parietálnou a viscerálnou pleurou, naplnená seróznou tekutinou. Pred narodením boli hlavy rebier fixované na telách stavcov - v jednom bode. Rebrá sú spustené, hrudník stlačený, tlak v hrudnej dutine sa rovná atmosférickému. V okamihu prvého nádychu novorodenca sa rebrá zdvihnú a pobrežné tuberkulózy sú fixované na priečnom tŕňovom výbežku stavcov - v druhom fixačnom bode. V dôsledku toho sa objem hrudnej dutiny zväčšuje a tlak v nej klesá a stáva sa pod atmosférickým alebo negatívnym. Počas výdychu si rebrá zachovávajú svoju novú polohu, hrudná dutina zostáva trochu natiahnutá a tlak v nej zostáva negatívny.

nadýchnuť sa

Postupnosť procesov počas inhalácie je nasledovná:

1. Redukuje sa skupina inspiračných (inspiračných) svalov, z ktorých hlavné sú vonkajšie medzirebrové svaly a bránica. V tomto prípade sú orgány brušnej dutiny, stlačené bránicou, posunuté nabok v kaudálnom smere, rebrá opisujú oblúk nahor a hrudná kosť mierne klesá.

2. Zmeny polohy hrudného koša a bránice vedú k zväčšeniu objemu hrudnej dutiny.

3. Zväčšenie objemu hrudnej dutiny vedie k zníženiu tlaku v nej, v dôsledku čoho sa pľúca napínajú pasívne po zmenách objemu hrudnej dutiny

4. V alveolách klesá tlak a je do nich nasávaný vzduch.

Pri zvýšenom dýchaní sa zapájajú ďalšie dýchacie svaly, ktoré pri stiahnutí ešte zväčšia objem hrudnej dutiny a znížia tlak v nej. Preto je dych hlbší a do pľúc vstupuje viac vzduchu.

Výdych

Výdych začína uvoľnením inspiračných svalov, v dôsledku čoho sa hrudník vráti do pôvodnej polohy. Súčasne stúpa tlak v hrudnej dutine, avšak nedosahuje atmosférický tlak. V pľúcach je však tlak vyšší ako atmosférický, čo vedie k vytesneniu vzduchu a zníženiu ich objemu. Stlačenie pľúc pri výdychu je uľahčené elastickým spätným rázom parenchýmu. Zahrnutie do práce výdychových svalov (hlavne vnútorných medzirebrových svalov a brušných svalov) je potrebné len so zvýšeným, núteným dýchaním.

zmeny tlaku v hrudnej (tj pleurálnej) dutine počas dýchania sú nasledovné:

1. Pri pokojnom dychu je nižšia ako atmosférická (teda negatívna) o 30 mm Hg. Art., s pokojným výdychom - o 5 - 8. S veľmi hlbokým nádychom (napríklad pred kýchaním alebo počas svalového cvičenia) - sa dostane na 60-65 mm Hg pod atmosférou a s plným, maximálnym výdychom (pri koncové kýchanie, napríklad), - je 1,5 - 2 mm pod atmosférou.

2. So zmenami atmosférického tlaku v prostredí sa mení aj tlak v hrudnej dutine, ale stále zostáva negatívny o uvedené hodnoty.

Preto tlak v pleurálnej dutine vždy negatívne. V prípade narušenia celistvosti hrudnej dutiny (prenikajúca rana alebo ruptúra ​​povrchových alveol) je do pleurálnej dutiny nasávaný atmosférický vzduch. Tento stav sa nazýva pneumotorax. Tlak v hrudnej dutine sa vyrovnáva s atmosférickým tlakom, pľúca kolabujú v dôsledku elastického ťahu a dýchanie sa stáva nemožným.

Počet nádychov a výdychov u zvierat za 1 minútu - druhový znak. U koní v pokoji je to 8 - 16, u kráv - 10 - 30, u ošípaných - 8 - 18, u psov -10 - 30, u mačiek 10 - 25, u morčiat - 100 - 150.

Vetranie

Počas tichého dýchania zvieratá vdychujú a vydychujú relatívne malé množstvo vzduchu, tzv dýchacie(respiračný) objem: u koňa a kravy je to 5-6, u veľkých psov je to asi 0,5 litra.

S maximálnou inšpiráciou môže zviera vdýchnuť viac - to je extra inšpiračný objem(u veľkých zvierat sa pohybuje od 10 do 12, u veľkých psov je to 1 liter) a po pokojnom výdychu rovnaké množstvo vydýchnite ( exspiračný rezervný objem). Súčet dychového objemu, dodatočného inspiračného objemu a dodatočného exspiračného objemu je vitálna kapacita pľúc. Ďalšie objemy sa používajú pri zvýšenom dýchaní - napríklad pri fyzickej práci.

Po tichom výdychu zostáva v pľúcach ešte veľa vzduchu – toto alveolárny objem. Pozostáva z exspiračného rezervného objemu a zvyškový vzduch, ktorý nemožno vydýchnuť z pľúc. Je to spôsobené tým, že aj po najhlbšom výdychu zostáva v hrudnej dutine podtlak a pľúca sú neustále naplnené vzduchom. Táto okolnosť sa využíva dokonca aj pri forenznej veterinárnej prehliadke v prípadoch, keď je potrebné zistiť, či sa plod narodil mŕtve alebo zomrel po pôrode (v prvom prípade nie je v pľúcach vzduch, v druhom prípade novorodenec pred smrťou dýchal a vzduch sa dostal do pľúc).

Pomer dychového objemu k alveolárnemu objemu sa nazýva koeficient pľúcnej (alveolárnej) ventilácie. Pri každom tichom nádychu sa ventiluje približne 1/6 objemu pľúc a pri zvýšenom dýchaní sa tento koeficient zvyšuje.

Výmena plynov v pľúcach a tkanivách

Výmena plynov medzi alveolárnym vzduchom a krvou, ako aj medzi krvou a tkanivami, prebieha podľa fyzikálnych zákonov – jednoduchou difúziou. Plyny v dôsledku rozdielu prechádzajú cez polopriepustné biologické membrány parciálne tlaky(tlak jedného plynu v zmesi plynov) z oblasti s vyšším tlakom do oblasti s nižším tlakom. Pre plyny rozpustené v kvapaline (krvi) sa používa termín - Napätie.

Na výpočet parciálneho tlaku plynu je potrebné poznať jeho koncentráciu v plynnom médiu a celkový tlak plynnej zmesi. Takže napríklad obsah kyslíka vo vdychovanom (atmosférickom) vzduchu je 21%, oxid uhličitý - 0,03%. V alveolárnom vzduchu je obsah plynov trochu odlišný: - 14% a 5,5%. Je dôležité poznamenať, že počas pokojného dýchania zostáva zloženie alveolárneho vzduchu konštantné a málo závisí od fázy nádychu alebo výdychu. Ide o akési vnútorné plynové prostredie tela, ktoré zabezpečuje nepretržitú obnovu plynov v krvi. K zmenám v zložení alveolárneho vzduchu dochádza len pri silnej dýchavičnosti alebo pri ťažkostiach (zastavovaní) dýchania.

Tlak v alveolách pľúc je nižší ako atmosférický tlak o množstvo vytvorené vodnou parou (asi 47 mm Hg).

Ak je teda vonkajší atmosférický tlak asi 760 mm, potom parciálny tlak kyslíka v alveolách je asi 100 a parciálny tlak oxidu uhličitého je 40 mm Hg. Pri zmenách poveternostných podmienok, ako aj v podmienkach vysokej nadmorskej výšky alebo pri ponorení do vody sa zmení parciálny tlak plynov v alveolách.

Vo venóznej krvi prúdiacej do pľúc cez pľúcnu tepnu je napätie kyslíka asi 40 mm Hg a oxid uhličitý - 46 mm. Hg V dôsledku toho kyslík difunduje z alveolárneho vzduchu do krvi a oxid uhličitý difunduje z krvi do alveolárneho vzduchu.

Dusík vo vzduchu je asi 80%, je obsiahnutý aj v alveolárnom vzduchu, jeho parciálny tlak je väčší ako u všetkých ostatných plynov. Pri normálnom kolísaní atmosférického tlaku sa však dusík nerozpúšťa ani vo vodnej pare alveol, ani v povrchovo aktívnej látke, takže sa nedostane do krvi.

Arteriálna krv nasýtená kyslíkom sa blíži k orgánom. Jeho napätie je asi 100 mmHg. Oxid uhličitý sa nachádza aj v arteriálnej krvi, jeho napätie je asi 40 mmHg. V článkoch je obsah oxidu uhličitého oveľa vyšší, jeho napätie dosahuje 70 mm Hg. Bunky absorbujú kyslík a využívajú ho na oxidačné procesy, takže jeho napätie klesne takmer na 0. Medzi pritekajúcou arteriálnou krvou a tkanivami orgánov teda dochádza k jednoduchej difúzii plynov - kyslík z krvi prechádza do tkanív a oxid uhličitý z tkanív do tkanív. krv.

Transport plynu krvou

Len malá časť kyslíka môže byť transportovaná krvou v rozpustenom stave (0,3 ml plynu v 100 ml krvi).

Hlavnou transportnou formou kyslíka v krvi je oxyhemoglobínu(14 - 20 ml v 100 ml krvi). Vzniká v dôsledku pridania kyslíka k hemoglobínu v krvi. Zistilo sa, že 1 g hemoglobínu (po jeho úplnom nasýtení) môže pripojiť asi 1,34 ml kyslíka.

kyslíková kapacita krvi sa určuje množstvom ml kyslíka v 100 ml krvi pri maximálnej saturácii hemoglobínu kyslíkom. Závisí to od množstva hemoglobínu v krvi. Pri výrazných zmenách atmosférického tlaku alebo pri extrémnych výkyvoch v zložení plynov vo vzduchu sa môže zmeniť kyslíková kapacita krvi.

Transport oxidu uhličitého krvou sa uskutočňuje v 3 formách: vo forme hydrogénuhličitanu sodného a draselného (hlavná forma), v kombinácii s hemoglobínom (karbohemoglobín) a v rozpustenom stave: percentuálny podiel každého z nich formy je 80, 18 a 2 %.

Mechanizmus tvorby bikarbonátov je nasledujúci. Oxid uhličitý prichádzajúci z tkanív do krvi vstupuje do erytrocytov a za účasti bunkového enzýmu karboanhydrázy sa mení na kyselinu uhličitú. H 2 CO 3 sa ľahko disociuje za vzniku iónov H + a HCO 3 -. HCO 3 - difunduje z erytrocytov do krvnej plazmy, namiesto toho sa do erytrocytov z plazmy dostávajú chloridové ióny. Výsledkom je, že sodné a draselné ióny v krvnej plazme viažu HCO 3 – pochádzajúce z erytrocytov, pričom vznikajú hydrogénuhličitany sodné alebo draselné.

Regulácia dýchania

Dýchanie je regulované reflexne, za účasti neurohumorálnych mechanizmov. Reflexná regulácia akejkoľvek funkcie zahŕňa nervové centrum, ktoré prijíma informácie z rôznych receptorov, a výkonné orgány.

dýchacie centrum predstavuje súbor neurónov v rôznych častiach centrálneho nervového systému, štrukturálne a funkčne prepojených. „Jadro“ dýchacieho centra sa nachádza v oblasti retikulárnej formácie medulla oblongata. Skladá sa z dvoch oddelení: centier nádychu a výdychu. Ak je táto oblasť mozgu poškodená, dýchanie sa stáva nemožným a zviera uhynie.

Neuróny, ktoré tvoria spomínané jadro, majú automatizácia, tie. schopné spontánnej (spontánnej) depolarizácie – vzniku vzruchu. Pri automatickom striedaní nádychu a výdychu je dôležitá automatizácia tej časti dýchacieho centra, ktorá sa nachádza v predĺženej mieche. Ostatné štruktúry dýchacieho centra nemajú automatiku. V predĺženej mieche sa uzatvárajú aj reflexné oblúky reflexov kýchania a kašľa. S účasťou tohto oddelenia sa vonkajšie dýchanie mení so zmenou zloženia plynu v krvi.

Z medulla oblongata impulzy zostupujú do miechy. V hrudnej oblasti miechy sa nachádzajú motorické neuróny, ktoré inervujú medzirebrové (dýchacie) svaly a v krčnej oblasti miechy na úrovni 3. - 5. stavca sa nachádza centrum bráničného nervu. Tieto neuróny prenášajú vzruch z centier nádychu a výdychu predĺženej miechy do svalov, patria do somatického nervového systému.

K hlavnému dýchaciemu centru patria aj neuróny v strednej a strednej časti mozgu, ktoré koordinujú dýchanie s ostatnými funkciami tela (svalové kontrakcie, prehĺtanie, grganie, smrkanie). Mozgová kôra je najvyššou inštanciou tohto centra, ktorá riadi prácu všetkých predtým uvedených štruktúrnych útvarov a poskytuje ľubovoľné zvýšenie alebo zníženie dýchania. S povinnou účasťou kôry dochádza k podmieneným reflexným zmenám v dýchaní.

Na regulácii dýchania sa podieľajú rôzne receptory – nachádzajú sa v pľúcach, v cievach, v kostrových svaloch. Podľa povahy stimulov môžu byť mechano- a chemoreceptory.

Komu pľúcne receptory zahŕňajú naťahovacie receptory a dráždivé receptory.

Stretch receptory sa aktivujú v dôsledku expanzie pľúc počas inhalácie. Prúd impulzov, ktorý v nich vznikol, sa ponáhľa pozdĺž vetiev blúdivého nervu do centra inšpirácie a vo výške inšpirácie spôsobuje jeho inhibíciu. Vďaka tomu sa inhalácia končí ešte pred maximálnym natiahnutím pľúc. Kolaps pľúc pri výdychu je sprevádzaný aj podráždením mechanoreceptorov, čo vedie k inhibícii výdychu. Mechanoreceptory pľúc teda prenášajú do dýchacieho centra informáciu o stupni natiahnutia alebo kolapsu pľúc, ktorá reguluje hĺbku dýchania a je nevyhnutná pre automatické striedanie nádychu a výdychu.

Dráždivé receptory sa nachádzajú v epiteliálnej vrstve dýchacích ciest a pľúc. Reagujú na prach, pôsobenie nepríjemných alebo dusivých plynov a tabakový dym. V tomto prípade je pocit bolesti v krku, kašeľ, zadržiavanie dychu. Význam týchto reflexov je zabrániť vniknutiu škodlivých plynov a prachových častíc do alveol.

Chemoreceptory sa nachádzajú v rôznych krvných cievach, v tkanivách a v centrálnom nervovom systéme. Sú citlivé na koncentráciu kyslíka, oxidu uhličitého, vodíkových iónov. Najdôležitejším humorálnym dráždidlom pre dýchacie centrum je oxid uhličitý. Zmena jeho koncentrácie v arteriálnej krvi vždy vedie k zmene frekvencie a hĺbky dýchania: zvýšenie - zvýšenie, zníženie - oslabenie funkcie dýchania. Veľký význam v humorálnej regulácii dýchania majú chemoreceptory karotického sínusu a aortálnej vaskulárnej reflexogénnej zóny. Veľmi vysoká citlivosť neurónov dýchacieho centra nachádzajúcich sa v predĺženej mieche na oxid uhličitý. V tele sa teda udržiava konštantná hladina oxidu uhličitého ako v krvi, tak aj v mozgovomiechovom moku.

Ďalším adekvátnym dráždidlom dýchacieho centra je kyslík. Pravda, jeho vplyv sa prejavuje v menšej miere. Je to spôsobené tým, že pri normálnych výkyvoch atmosférického tlaku u zdravých zvierat sa takmer všetok hemoglobín spája s kyslíkom.

Humorálna regulácia dýchania je dôležitá pri prvom nádychu novorodenca. Počas pôrodu, keď dôjde k vytlačeniu pupočnej šnúry, sa v tele mláďaťa rýchlo zvyšuje koncentrácia oxidu uhličitého a súčasne vzniká nedostatok kyslíka. To vedie k reflexnej excitácii dýchacieho centra a novorodenec sa prvýkrát nadýchne v živote.

Organické kyseliny, najmä kyselina mliečna, ktorá sa hromadí v krvi a svaloch pri svalovej práci, sa aktívne podieľajú na mechanizme regulácie dýchania. Táto kyselina, ktorá je silnejšia ako uhličitá, vytláča oxid uhličitý z krvných bikarbonátov, čo vedie k zvýšeniu excitability dýchacieho centra a výskytu dýchavičnosti.

téma:Dýchací systém

Lekcia: Štruktúra pľúc. Výmena plynov v pľúcach a tkanivách

Ľudské pľúca sú párový orgán v tvare kužeľa (pozri obr. 1). Vonku sú pokryté pľúcnou pleurou, hrudná dutina je pokrytá parietálnou pleurou. Medzi 2 vrstvami pleury je pleurálna tekutina, ktorá znižuje silu trenia pri nádychu a výdychu.

Ryža. jeden.

Za 1 minútu pľúca prečerpajú 100 litrov vzduchu.

Priedušky sa rozvetvujú, tvoria bronchioly, na koncoch ktorých sú tenkostenné pľúcne mechúriky – alveoly (pozri obr. 2).

Ryža. 2.

Steny alveol a kapilár sú jednovrstvové, čo uľahčuje výmenu plynov. Sú tvorené epitelom. Vylučujú povrchovo aktívnu látku, ktorá zabraňuje zlepovaniu alveol, a látky, ktoré zabíjajú mikroorganizmy. Odpadové biologicky aktívne látky sú trávené fagocytmi alebo vylučované vo forme spúta.

Ryža. 3.

Kyslík zo vzduchu alveol prechádza do krvi a oxid uhličitý z krvi prechádza do alveolárneho vzduchu (pozri obr. 3).

Je to spôsobené parciálnym tlakom, pretože každý plyn sa rozpúšťa v kvapaline práve vďaka svojmu parciálnemu tlaku.

Ak je parciálny tlak plynu v prostredí vyšší ako jeho tlak v kvapaline, potom sa plyn bude rozpúšťať v kvapaline, kým sa nevytvorí rovnováha.

Parciálny tlak kyslíka je 159 mm. rt. čl. v atmosfére a vo venóznej krvi - 44 mm. rt. čl. To umožňuje kyslíku z atmosféry prejsť do krvi.

Krv sa dostáva do pľúc cez pľúcne tepny a šíri sa cez kapiláry alveol v tenkej vrstve, čo podporuje výmenu plynov (pozri obr. 4). Kyslík prechádzajúci z alveolárneho vzduchu do krvi interaguje s hemoglobínom za vzniku oxyhemoglobínu. V tejto forme sa kyslík prenáša krvou z pľúc do tkanív. Tam je parciálny tlak nízky a oxyhemoglobín disociuje a uvoľňuje kyslík.

Ryža. štyri.

Mechanizmy uvoľňovania oxidu uhličitého sú podobné ako mechanizmy príjmu kyslíka. Oxid uhličitý tvorí s hemoglobínom nestabilnú zlúčeninu – karbohemoglobín, ktorá sa v pľúcach oddeľuje.

Ryža. 5.

Oxid uhoľnatý tvorí s hemoglobínom stabilnú zlúčeninu, ktorá sa nedisociuje. A taký hemoglobín už nemôže plniť svoju funkciu – prenášať kyslík po celom tele. V dôsledku toho môže človek zomrieť na udusenie aj pri normálnej funkcii pľúc. Preto je nebezpečné byť v uzavretej nevetranej miestnosti, v ktorej beží auto alebo sa kúri v piecke.

Ďalšie informácie

Mnoho ľudí dýcha často (viac ako 16-krát za minútu), pričom robí plytké dýchacie pohyby. V dôsledku takéhoto dýchania sa vzduch dostáva iba do horných častí pľúc a v dolných častiach dochádza k stagnácii vzduchu. V takomto prostredí dochádza k intenzívnej reprodukcii baktérií a vírusov.

Na nezávislú kontrolu správnosti dýchania budete potrebovať stopky. Bude potrebné určiť, koľko dýchacích pohybov človek vykoná za minútu. V tomto prípade je potrebné sledovať proces inhalácie a inhalácie.

Ak sa pri dýchaní napínajú brušné svaly, ide o brušný typ dýchania. Ak sa zmení objem hrudníka, ide o hrudný typ dýchania. Ak sa použijú oba tieto mechanizmy, potom má človek zmiešaný typ dýchania.

Ak človek vykoná až 14 dýchacích pohybov za minútu, je to vynikajúci výsledok. Ak človek urobí 15 - 18 pohybov - je to dobrý výsledok. A ak viac ako 18 pohybov - to je zlý výsledok.

Bibliografia

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Beljajev I.N. Biológia. 8. - M.: Drop.

2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Shvetsov G.G. / Ed. Pasechnik V.V. Biológia. 8. - M.: Drop.

3. Dragomilov A.G., Mash R.D. Biológia. 8. - M.: Ventana-gróf.

Domáca úloha

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Beljajev I.N. Biológia. 8. - M.: Drop. - S. 141, úlohy a otázka 1, 3, 4.

2. Akú úlohu zohráva parciálny tlak pri výmene plynov?

3. Aká je stavba pľúc?

4. Pripravte si krátku správu, v ktorej vysvetlite, prečo sa dusík, oxid uhličitý a iné zložky vzduchu počas inhalácie nedostávajú do krvi.

0

Výmena plynov v pľúcach a tkanivách

Dýchame atmosférický vzduch. Obsahuje približne 21 % kyslíka, 0,03 % oxidu uhličitého, takmer 79 % dusíka, vodnú paru. Vzduch, ktorý vydychujeme, sa líši od atmosférického vzduchu. Obsahuje už 16 % kyslíka, asi 4 % oxidu uhličitého a je tam viac vodnej pary. Množstvo dusíka sa nemení.

Výmena plynov v pľúcach- ide o výmenu plynov medzi alveolárnym vzduchom a krvou pľúcnych kapilár difúziou. V pľúcach sa krv uvoľňuje z oxidu uhličitého a je nasýtená kyslíkom.

Cez tepny pľúcneho obehu sa dostáva do pľúc odkysličená krv. Vzduch, ktorý človek vdychuje, obsahuje oveľa viac kyslíka ako venózna krv. Preto ako výsledok difúzia voľne prechádza cez steny alveol a kapilár do krvi. Tu sa kyslík spája s hemoglobínu- červený pigment erytrocytov. Krv je nasýtená kyslíkom a stáva sa arteriálnej. Súčasne oxid uhličitý vstupuje do alveol. Vďaka pľúcnemu dýchaniu sa pomer kyslíka a oxidu uhličitého vo vzduchu v alveolách udržiava na konštantnej úrovni a výmena plynov medzi krvou a alveolárny vzduch prebieha nepretržite, bez ohľadu na to, či práve vdychujeme vzduch alebo na chvíľu zadržíme dych.

Výmena plynov v pľúcach nastáva v dôsledku existencie rozdielu čiastočný tlak dýchacie plyny. Parciálny (t.j. parciálny) tlak je časť celkového tlaku, ktorá pripadá na podiel každého plynu v zmesi plynov. Tento tlak sa meria v mm Hg. čl. Parciálny tlak závisí od percenta plynu v zmesi plynov: čím vyššie percento, tým vyšší je parciálny tlak.

Parciálny tlak možno vypočítať pomocou Daltonovho vzorca: p \u003d (P x a) / 100, kde p je parciálny tlak daného plynu, P je celkový tlak plynnej zmesi v mm Hg. Art., a - percento plynu v zmesi plynov. Napríklad parciálny tlak kyslíka vo vdychovanom vzduchu je: (760 x 20,94) / 100 = 159 mm Hg. čl. Parciálny tlak oxidu uhličitého vo vdychovanom vzduchu je 0,2 mm Hg. čl. V pľúcnych alveolách je parciálny tlak kyslíka 106 mm Hg. Art., a oxid uhličitý - 40 mm Hg. čl. Preto sa kyslík a oxid uhličitý presúvajú z oblasti s vyšším tlakom do oblasti s nižším tlakom.

Výmena plynov v tkanivách- ide o výmenu plynov medzi pritekajúcou arteriálnou krvou, medzibunkovou tekutinou, bunkami a odtokovou venóznou krvou. Mechanizmus tejto výmeny je rovnaký ako v pľúcach. Ide o difúziu spojenú s rozdielom v parciálnom tlaku plynov v krvi, intersticiálnej tekutine a bunkách tela. V tkanivách krv vydáva kyslík a je nasýtená oxidom uhličitým.

arteriálnej krvi cez cievy systémového obehu smeruje do orgánov tela. Obsah kyslíka v arteriálnej krvi je vyšší ako v tkanivových bunkách. Preto kyslík difúzia voľne prechádza cez tenké steny kapilár do buniek. Kyslík sa využíva na biologickú oxidáciu a uvoľnená energia ide do životných procesov bunky. V tomto prípade vzniká oxid uhličitý, ktorý vstupuje do krvi z tkanivových buniek. Krv sa premieňa z arteriálnej na venózna. Vracia sa do pľúc a tu sa opäť stáva arteriálnym.

Je známe, že plyny sa zle rozpúšťajú v teplej vode, ešte horšie v teplej a slanej vode. Ako vysvetliť, že kyslík preniká do krvi, napriek tomu, že krv je teplá a slaná tekutina? Odpoveď na túto otázku spočíva vo vlastnostiach hemoglobínučervené krvinky, ktoré prenášajú kyslík z dýchacích orgánov do tkanív, a z nich - oxid uhličitý do dýchacích orgánov. Jeho molekula chemicky interaguje s kyslíkom: zachytáva 8 atómov kyslíka a dodáva ich do tkanív.

Vitálna kapacita pľúc

Vitálna kapacita pľúc je maximálne množstvo vzduchu, ktoré je možné vydýchnuť po maximálnom nádychu. Táto kapacita sa rovná súčtu dychového objemu, inspiračného rezervného objemu a exspiračného rezervného objemu. Tento indikátor sa pohybuje od 3 500 do 4 700 ml. Na určenie rôznych objemov a kapacít pľúc sa používajú špeciálne zariadenia: spirometre , spirografy atď.

Ak požiadate osobu, aby sa zhlboka nadýchla a potom vydýchla všetok vzduch, vydýchnutý objem vzduchu bude kapacita pľúc(ŽELAŤ). Je jasné, že po tomto výdychu zostane v pľúcach určité množstvo vzduchu - zvyškový vzduch- rovná približne 1000-1200 cm3.

Vitálna kapacita pľúc závisí od veku, pohlavia, výšky a napokon od stupňa trénovanosti človeka. Ak chcete vypočítať, aká by mala byť vitálna kapacita vzduchu, môžete použiť nasledujúce vzorce:

VC (l) muži = 2,5 x výška (m); VC (l) ženy = 1,9 x výška (m).

VC je vitálna kapacita pľúc (v litroch), rast musí byť vyjadrený v metroch a 2,5 a 1,9 sú koeficienty zistené experimentálne. Ak sa ukáže, že skutočná vitálna kapacita pľúc je rovnaká alebo väčšia ako vypočítané hodnoty, výsledky by sa mali považovať za dobré, ak menej - za zlé. Vitálna kapacita pľúc sa meria špeciálnym prístrojom – spirometrom.

Aké sú výhody ľudí s vysokou vitálnou kapacitou? Pri ťažkej fyzickej práci, napríklad pri behu, sa vďaka veľkej hĺbke dýchania dosiahne ventilácia pľúc. Človek, ktorý má malú vitálnu kapacitu pľúc, a dokonca aj dýchacie svaly sú slabé, musí dýchať často a povrchne. To vedie k tomu, že čerstvý vzduch zostáva v dýchacích cestách a len malá časť sa dostane do pľúc. Výsledkom je, že tkanivá dostávajú nevýznamné množstvo kyslíka a človek nemôže pokračovať v práci.

Systém gymnastiky na zlepšenie zdravia nevyhnutne zahŕňa dychové cvičenia. Mnohé z nich sú zamerané na vetranie horných častí pľúc, ktoré sú u väčšiny ľudí spravidla zle vetrané. Ak zdvihnete ruky, zohnete sa a nadýchnete sa, svaly vytiahnu hornú časť hrudníka nahor a vrchné časti pľúc budú vetrané. Dobre vyvinuté brušné svaly pomáhajú vykonávať plné dýchanie. To znamená, že rozvojom dýchacieho svalstva môžeme zväčšiť objem hrudnej dutiny a tým aj vitálnu kapacitu.

Výmena plynov v pľúcach. Vzduch vdychovaný osobou a vzduch vydychovaný sa značne líšia v zložení. V atmosférickom vzduchu dosahuje obsah kyslíka 21%, oxid uhličitý - 0,03-0,04%. Vo vydychovanom vzduchu sa množstvo kyslíka zníži na 16%, ale oxidu uhličitého sa zvýši na 4-4,5%. Čo sa deje so vzduchom v pľúcach?

Pamätáte si, že pľúcne alveoly tvoria obrovský povrch. Všetky alveoly sú zahalené krvnými kapilárami, do ktorých cez pľúcny obeh vstupuje venózna krv zo srdca. Steny alveol a kapilár sú veľmi tenké. Krv, ktorá vstupuje do pľúc, je chudobná na kyslík a je nasýtená oxidom uhličitým. Vzduch v pľúcnych alveolách je naopak bohatý na kyslík a je v ňom oveľa menej oxidu uhličitého. Preto sa v súlade so zákonmi osmózy a difúzie kyslík z pľúcnych alveol ponáhľa do krvi, kde sa spája s hemoglobínom erytrocytov. Krv nadobudne šarlátovú farbu. Oxid uhličitý z krvi, kde je obsiahnutý v nadbytku, preniká do pľúcnych alveol. Zo žilovej krvi sa do pľúcnych alveol uvoľňuje aj voda, ktorá sa pri výdychu odvádza z pľúc vo forme pary.

Výmena plynov v tkanivách. V orgánoch nášho tela neustále prebiehajú oxidačné procesy, na ktoré sa spotrebúva kyslík. Preto je koncentrácia kyslíka v arteriálnej krvi, ktorá sa dostáva do tkanív cez cievy systémového obehu, väčšia ako v tkanivovom moku. Výsledkom je, že kyslík voľne prechádza z krvi do tkanivového moku a do tkanív. Oxid uhličitý, ktorý vzniká pri početných chemických premenách, naopak prechádza z tkanív do tkanivového moku a z neho do krvi. Krv je teda nasýtená oxidom uhličitým.

Dýchacie pohyby. Výmena plynov v tele je možná len za podmienky neustálej výmeny vzduchu v pľúcach. Dýchanie teda prebieha neustále. Po prvom vdýchnutí pri narodení človek dýcha celý život. Dýchací cyklus pozostáva z nádychu a výdychu, ktoré rytmicky nasledujú jeden po druhom. V pľúcach nie sú žiadne svaly, ktoré by ich mohli striedavo stláčať a rozširovať. Pľúca sa pasívne naťahujú, sledujú pohyby stien hrudnej dutiny. Dýchacie pohyby sa vykonávajú pomocou dýchacích svalov. Pri výdychu a nádychu sa zúčastňujú dve svalové skupiny. Hlavnými dýchacími svalmi sú medzirebrové svaly a bránica.

S kontrakciou vonkajších medzirebrových svalov sa rebrá zdvíhajú a bránica sa sťahuje a splošťuje. Preto sa objem hrudnej dutiny zvyšuje. Pľúca sa po stenách hrudnej dutiny rozširujú, tlak v nich klesá a stáva sa pod atmosférickým. Preto vzduch cez dýchacie cesty prúdi do pľúc - dochádza k vdýchnutiu.

Pri výdychu vnútorné medzirebrové svaly znižujú rebrá, bránica sa uvoľňuje a stáva sa konvexnou. Rebrá pod vplyvom vlastnej hmotnosti a kontrakcie vnútorných medzirebrových svalov, ako aj brušných svalov, ktoré sú pripevnené k rebrám, klesajú. Hrudná dutina sa vráti do pôvodného stavu, objem pľúc sa zníži, tlak v nich sa zvýši, mierne prevyšuje atmosférický tlak. Preto prebytočný vzduch opúšťa pľúca - dochádza k výdychu.

Takto sa vykonáva pokojný nádych a výdych. Pri hlbokom nádychu sa zúčastňujú svaly krku, steny hrudnej dutiny a brucha.

Dýchacie pohyby sa vykonávajú s určitou frekvenciou: u dospievajúcich - 12-18 za minútu, u dospelých - 16-20.

Vitálna kapacita pľúc. Dôležitým ukazovateľom vývoja dýchacieho systému je vitálna kapacita pľúc. Toto je najväčší objem vzduchu, ktorý môže človek vydýchnuť po hlbokom nádychu. Meria sa pomocou špeciálneho prístroja – spirometra. Dospelý človek má priemernú vitálnu kapacitu 3500 ml.

Pre športovcov je toto číslo zvyčajne o 1 000 - 1 500 ml viac a pre plavcov môže dosiahnuť 6 200 ml. Pri veľkej vitálnej kapacite sú pľúca lepšie vetrané, telo dostáva viac kyslíka.

U obéznych ľudí je vitálna kapacita pľúc o 10-11% menšia, preto majú zníženú výmenu plynov v pľúcach.

Regulácia dýchania.Činnosť dýchacieho systému je riadená dýchacím centrom. Nachádza sa v medulla oblongata. Impulzy prichádzajúce odtiaľto koordinujú svalové kontrakcie pri nádychu a výdychu. Z tohto centra vysielajú nervové vlákna miechou impulzy, ktoré spôsobujú v určitom poradí kontrakciu svalov zodpovedných za nádych a výdych.

Samotná excitácia centra závisí od vzruchov vychádzajúcich z rôznych receptorov a od chemického zloženia krvi. Skočenie do studenej vody alebo obliatie studenou vodou teda spôsobuje hlboký nádych a zadržiavanie dychu. Silne zapáchajúce látky môžu tiež spôsobiť zadržanie dychu. Je to spôsobené tým, že vôňa dráždi čuchové receptory v stenách nosovej dutiny. Vzrušenie sa prenáša do dýchacieho centra a jeho aktivita je inhibovaná. Všetky tieto procesy sa vykonávajú reflexívne.

Slabé podráždenie sliznice nosovej dutiny spôsobuje kýchanie a hrtan, priedušnica, priedušky - kašeľ. Ide o obrannú reakciu tela. Pri kýchaní, kašľaní sa z tela odstraňujú cudzie častice, ktoré sa dostali do dýchacieho traktu.

V dýchacom centre sa nachádzajú bunky, ktoré sú citlivé na najmenšiu zmenu obsahu oxidu uhličitého v medzibunkovej látke. Nadbytočný oxid uhličitý vzrušuje dýchacie centrum, čo zase spôsobuje zrýchlenie dýchania. Prebytočný oxid uhličitý sa rýchlo odstráni a keď sa jeho koncentrácia vráti do normálu, zníži sa rýchlosť dýchania.

Ako vidíte, k regulácii dýchania dochádza reflexne, ale pod kontrolou mozgovej kôry. To sa dá ľahko dokázať; frekvenciu dýchacích pohybov si predsa každý z nás môže ľubovoľne meniť.

Stručná história fajčenia

Jedna z najčastejších ľudských nerestí – fajčenie tabaku – má 500-ročnú históriu. Tabakové listy a semená priviezli do Európy z Ameriky námorníci expedície Krištofa Kolumba. Najprv bol tabak vyhlásený za všeliečiacu liečivú bylinu. Takto boli jeho zázračné vlastnosti opísané v jednej španielskej knihe: „Tabak navodzuje spánok, zmierňuje únavu, tíši bolesť, lieči bolesti hlavy...“

Preto nie je nič prekvapujúce na tom, že už v XVI. tabak sa pevne zmocnil šľachtických salónov. Fajčenie sa stalo populárnym najmä v 17. a 18. storočí. Muži, ženy a mladí ľudia začali fajčiť, šnupať a žuť tabak.

Tabak, ktorý sa spočiatku odporúčal ako liek, však čoskoro upadol do nemilosti. Španielska kráľovná Izabela začala boj proti fajčeniu. Jej príklad nasledoval francúzsky kráľ Ľudovít XIV. a ruský cár Michail Fedorovič Romanov nariadil odrezať nos každému, kto fajčí. Nič však nemohlo zastaviť šírenie tohto „fajčiarskeho jedu“. Fajčenie tabaku sa stalo pre mnohých obchodníkov novým zdrojom príjmov. Približne v polovici XVIII storočia. v Brazílii začali vyrábať cigarety a začiatkom 19. stor. - vyrábať cigarety.

Tak sa v relatívne krátkom čase vytvorili všetky podmienky na rýchle rozšírenie fajčenia tabaku. Tento zlozvyk postupne pokrýval všetky vrstvy obyvateľstva. V súčasnosti je fajčenie najčastejším typom drogovej závislosti na celom svete.

Zloženie tabakového dymu a jeho účinok na telo

Fajčenie je pre pľúcne tkanivo veľmi nebezpečné. Živica vznikajúca pri spaľovaní tabaku a papiera sa totiž nedá z pľúc odstrániť a dlhé roky sa usadzuje na stenách dýchacích ciest a doslova zabíja bunky ich sliznice. Pľúca fajčiara strácajú svoju prirodzenú ružovú farbu a sčernejú. Takéto pľúca sú náchylnejšie na rôzne ochorenia, vrátane rakoviny. V súčasnosti má veda tisíce dôkazov potvrdzujúcich skutočnosť, že tabak obsahuje látky škodlivé pre ľudský organizmus. Je ich asi 400! Škodlivé látky obsiahnuté v tabakovom dyme možno rozdeliť do štyroch skupín: jedovaté alkaloidy, dráždivé látky, jedovaté plyny a karcinogény.

Jednou z najznámejších látok je nikotín, ktorý dostal meno od francúzskeho vyslanca v Lisabone J. Nico, ktorý v 2. polovici 16. stor. daroval Marii de Medici túto „všeliečivú“ bylinu na liečbu migrény. Nikotín je obsiahnutý v listoch rôznych rastlín: tabaku, indického konope, poľskej prasličky, niektorých machov, atď. Jedna kvapka čistého nikotínu (0,05 g) stačí na zabitie človeka. Nikotín z krvi matky ľahko prechádza placentou do obehového systému plodu.

Tabakové listy okrem nikotínu obsahujú ešte 11 alkaloidov, z ktorých najdôležitejšie sú: nornikotín, nikotirín, nikotín, nikotimín. Všetky sú štruktúrou a vlastnosťami podobné nikotínu, a preto majú podobné názvy.

Smutná štatistika rakoviny fajčiarov je dosť veľavravná. Karcinogénne pôsobia rôzne aromatické uhľovodíky, ktoré sú obsiahnuté v tabakovom dyme (napríklad benzopyrén), niektoré fenoly obsiahnuté v dyme, ale aj nitrozamín, hydrazín, vinylchlorid atď.. Z anorganických látok sú to predovšetkým zlúčeniny tzv. arzén a kadmium, rádioaktívne polónium, cín a bizmut-210.

Z tabakového dymu sa podarilo izolovať tucet látok, ktoré pôsobia dráždivo na sliznicu. Najdôležitejší z nich je nenasýtený aldehyd propenal. Má vysokú chemickú a biologickú aktivitu a spôsobuje u fajčiarov kašeľ.

Plynná frakcia tabakového dymu obsahuje veľké množstvo anorganických zlúčenín s vysokou chemickou a biologickou aktivitou, ako je oxid uhoľnatý, sírovodík, kyanovodík atď.

• Keď pacient s chrípkou alebo iným ochorením kýchne, mikroskopické kvapôčky slín a hlienu s baktériami a vírusmi preletia až do výšky 10 m, pričom tieto kvapôčky môžu nejaký čas „visieť“ vo vzduchu a infikovať ostatných.

Otestujte si svoje vedomosti

1. Popíšte, aké procesy prebiehajú v pľúcnych alveolách.
2. Aký je mechanizmus výmeny plynov v tkanivách?
3. Ako sa vykonávajú dýchacie pohyby?

Myslieť si

1. Ako sa výmena pľúcnych plynov líši od výmeny plynov v tkanivách?
2. Čo je pre potápača výhodnejšie – urobiť pred ponorom pár nádychov a výdychov, alebo nabrať do pľúc čo najviac vzduchu?

V pľúcnych alveolách dochádza k výmene plynov: krv je nasýtená kyslíkom a uvoľňuje oxid uhličitý. V tkanivách dochádza k opačnému procesu. K ventilácii pľúc dochádza v dôsledku inhalácie a výdychu, ktoré sa vykonávajú kontrakciou a relaxáciou bránice a medzirebrových svalov. Činnosť dýchacieho systému je riadená nervovým systémom. Zmeny koncentrácie oxidu uhličitého v krvi ovplyvňujú frekvenciu dýchacích pohybov.

Hotové práce

TIETO PRÁCE

Veľa je už pozadu a teraz ste absolvent, ak, samozrejme, prácu napíšete načas. Ale život je taká vec, že ​​až teraz je vám jasné, že keď prestanete byť študentom, stratíte všetky študentské radosti, z ktorých mnohé ste nevyskúšali, všetko odložíte a odložíte na neskôr. A teraz sa namiesto dobiehania babreš v diplomovej práci? Existuje skvelá cesta von: stiahnite si diplomovú prácu, ktorú potrebujete, z našej webovej stránky - a okamžite budete mať veľa voľného času!
Diplomové práce boli úspešne obhájené na popredných univerzitách Kazašskej republiky.
Cena práce od 20 000 tenge

KURZ FUNGUJE

Projekt kurzu je prvou serióznou praktickou prácou. Napísaním semestrálnej práce sa začína príprava na vypracovanie absolventských projektov. Ak sa študent naučí správne uviesť obsah témy v projekte kurzu a správne ho zostaviť, nebude mať v budúcnosti problémy ani s písaním referátov, ani so zostavovaním diplomových prác, ani s plnením iných praktických úloh. S cieľom pomôcť študentom pri písaní tohto typu študentskej práce a objasniť otázky, ktoré sa vynárajú pri jej príprave, vznikla táto informačná časť.
Cena práce od 2 500 tenge

MAGISTERSKÉ PRÁCE

V súčasnosti je na vysokých školách v Kazachstane a krajinách SNŠ veľmi bežný stupeň vyššieho odborného vzdelávania, ktorý nasleduje po bakalárskom stupni - magisterský stupeň. Na magistrate študujú študenti s cieľom získať magisterský titul, ktorý je vo väčšine krajín sveta uznávaný viac ako bakalársky a uznávajú ho aj zahraniční zamestnávatelia. Výsledkom prípravy na magistra je obhajoba diplomovej práce.
Poskytneme Vám aktuálny analytický a textový materiál, v cene sú zahrnuté 2 vedecké články a abstrakt.
Cena práce od 35 000 tenge

PRAXE

Po absolvovaní akéhokoľvek typu študentskej praxe (pedagogickej, priemyselnej, bakalárskeho) je potrebná správa. Tento dokument bude potvrdením praktickej práce študenta a podkladom pre vypracovanie hodnotenia za prax. Aby ste mohli zostaviť správu o stáži, musíte zvyčajne zhromaždiť a analyzovať informácie o podniku, zvážiť štruktúru a pracovný harmonogram organizácie, v ktorej sa stáž koná, zostaviť plán kalendára a opísať svoje praktické činnosti.
Pomôžeme vám napísať správu o stáži, berúc do úvahy špecifiká činnosti konkrétneho podniku.