Фізіологія дихання

Загальна характеристика дихальної системи

Дихання - життєво важлива функція організму, що забезпечує газообмін між клітинами організму та зовнішнім середовищем. Для здійснення енергетичних процесів клітини споживають кисень та виділяють діоксид вуглецю. Якщо ці процеси зупиняться максимум на 5 хвилин – настануть незворотні зміни у клітинах. Особливо чутливі до нестачі кисню клітини кори великих півкуль головного мозку та серця.

Дихання включає п'ять взаємопов'язаних процесів:

1. Зовнішнє дихання – обмін повітря між довкіллям і альвеолами легких (здійснюється у вигляді актів вдиху і видиху).

2. Газообмін у легенях – дифузія газів між легеневими альвеолами та кров'ю, в результаті венозна кров перетворюється на артеріальну.

3. Транспорт газів (кисню та діоксиду вуглецю) кров'ю.

4. Газообмін у тканинах – дифузія кисню з капілярів великого кола кровообігу у клітини, а вуглекислого газу – із клітин у кров.

5. Тканинне дихання – окислювальні процеси у клітинах.

Деякі відомості про будову органів дихання

До органів дихання відносяться легені, трахея, горло і носові ходи. Газообмін між кров'ю та повітрям відбувається лише в альвеолах легень, інші шляхи називаються повітроносними. До останніх відносяться верхні повітроносні шляхи - від носових ходів до голосової щілини, і нижні - від голосової щілини до альвеол.

Оскільки в повітроносних шляхах газообмін не відбувається, їх називають «шкідливим», або «мертвим» простором – за аналогією до поршневих механізмів. Однак вони мають велике значення, оскільки, проходячи по них, повітря зігрівається, зволожується і очищається від макро-і мікрочастинок (пилу, кіптяви, мікроорганізмів). Тут утворюється багато слизу, працює миготливий епітелій. У підслизовому шарі є багато лімфоцитів, макрофагів, еозинофілів, які здійснюють захист організму від проникнення із зовнішнього середовища патогенної мікрофлори. Повітряні шляхи є рецептивними зонами захисних дихальних шляхів – чхання та кашлю.

Легкі розташовані в грудній порожнині, утвореній двома листками плеври – вісцеральним та парієтальним. Вісцеральний лист щільно зростається з легкими, а також з іншими органами грудної порожнини. Парієтальний листок зростається з реберною стінкою та діафрагмою. Між цими листками плеври знаходиться вузька капілярна щілина, її називають міжплевральною або плевральною порожниною. Вона заповнена невеликою кількістю серозної рідини. Строго кажучи, міжплевральна щілина є грудна порожнина. Тиск у міжплевральній порожнині нижче атмосферного, тобто негативний. Тому легені постійно заповнені повітрям і розтягнуті – як за вдиху, і при видиху.

Мал. 9. Будова легені: 1 – трахея;

2 – правий бронх; 3 – лівий бронх; 4 – альвеоли.

Внутрішня поверхня альвеол покрита особливою речовиною, що складається з фосфоліпідів, білків та глікопротеїдів. сурфактантом . Сурфактант зменшує поверхневий натяг альвеол, відіграє важливу роль у запобіганні спаду альвеол при видиху та полегшує їх розтяг при вдиху. Крім того, обмін газів через стінку альвеол відбувається лише за умови їх розчинення у сурфактанті.

Зовнішнє дихання

Зовнішнє дихання,або вентиляція легень – це газообмін між альвеолами легень та навколишнім повітрям. Воно складається з вдиху та видиху. Легкі розширюються при вдиху і спадаються при видиху внаслідок зміни тиску грудної порожнини.

Грудна порожнина – це вузька капілярна щілина між парієтальним та вісцеральним листками плеври, заповнена серозною рідиною. До народження головки ребер зафіксовано біля тіл хребців – в одній точці. Ребра опущені, грудна клітина стиснута, тиск у грудній порожнині дорівнює атмосферному. У момент першого вдиху новонародженого ребра піднімаються, і реберні горбики фіксується на поперечно-остистому відростку хребців – у другій точці фіксації. В результаті обсяг грудної порожнини збільшується, а тиск у ній знижується, і стає нижчим за атмосферний, або негативним. Під час видиху ребра зберігають нове положення, грудна порожнина залишається дещо розтягнутою та тиск у ній залишається негативним.

Вдих

Послідовність процесів при вдиху наступна:

1. Скорочується група вдихальних (інспіраторних) м'язів, основними з яких є зовнішні міжреберні м'язи та діафрагма. При цьому органи черевної порожнини, що здавлені діафрагмою, відтісняються в каутальному напрямку, ребра описують дугу вгору, а грудна кістка трохи опускається.

2. Зміни положення реберної клітини та діафрагми призводить до збільшення об'єму грудної порожнини.

3. Збільшення об'єму грудної порожнини призводить до зниження в ній тиску, в результаті легені розтягуються, пасивно слідуючи за змінами об'єму грудної порожнини.

4. В альвеолах тиск знижується і в них засмоктується повітря.

При посиленому диханні беруть участь додаткові респіраторні м'язи, які при скороченні ще більше збільшують об'єм грудної порожнини та знижують у ній тиск. Тому вдих виявляється глибшим, і в легені входить більше повітря.

Видих

Видих починається з розслаблення м'язів-інспіраторів, внаслідок чого грудна клітка повертається у вихідне положення. Тиск у грудній порожнині при цьому підвищується, не досягаючи, проте, атмосферного. У легенях, однак, тиск стає вище атмосферного, що призводить до витіснення повітря та зменшення їх обсягу. Стисненню легень під час видиху сприяє еластична тяга паренхіми. Включення в роботу м'язів-експіраторів (в основному внутрішніх міжреберних м'язів і м'язів живота) необхідно тільки при посиленому, форсованому диханні.

Зміни тискуу грудній (тобто плевральній) порожнині під час дихання наступні:

1. При спокійному вдиху воно менше атмосферного (тобто негативного) на 30 мм рт. ст., при спокійному видиху - на 5 - 8. При дуже глибокому вдиху (наприклад, перед чханням, або при м'язовому навантаженні) - стає на 60-65 мм рт.ст.нижче атмосферного, а при повному, максимальному видиху (наприкінці чхання, наприклад), - воно на 1,5 - 2 мм нижче атмосферного.

2. При зміні атмосферного тиску в навколишньому середовищі тиск у грудній порожнині також змінюється, але все одно залишається негативним на зазначені величини.

Таким чином, тиск у плевральній порожнині завжди негативне. При порушенні цілісності грудної порожнини (проникаюче поранення чи розрив поверхневих альвеол) атмосферне повітря засмоктується у плевральну порожнину. Такий стан називається пневмотораксом. Тиск у грудній порожнині вирівнюється з атмосферним, легені спадаються рахунок еластичної тяги, і дихання стає неможливим.

Кількість дихальних рухіву тварин за 1 хвилину – видова ознака. У коней у стані спокою воно становить 8 – 16, у корів – 10 – 30, у свиней – 8 – 18, у собак – 10 – 30, у кішок 10 – 25, у морських свинок – 100 – 150.

Вентиляція легень

При спокійному диханні тварини вдихають і видихають порівняно невелику кількість повітря, що називається дихальним(Респіраторним) об'ємом: у коня і корови він становить - 5 - 6, у великих собак - близько 0,5 літра.

При максимальному вдиху тварина може вдихнути більше – це додатковий обсяг вдиху(у великих тварин він коливається від 10 до 12, у великих собак - дорівнює 1 літру), а після спокійного видиху - додатково стільки ж видихнути ( резервний обсяг видиху). Сума дихального, додаткового об'єму вдиху та додаткового об'єму видиху становить життєву ємність легень. Додаткові обсяги використовуються під час посилення дихання – наприклад, під час фізичної роботи.

Після спокійного видиху в легенях залишається досить багато повітря – це альвеолярний об'єм. Він складається з резервного обсягу видиху та залишковогоповітря, яке видихнути з легень неможливо. Це пов'язано з тим, що і після найглибшого видиху у грудній порожнині зберігається негативний тиск, і легені постійно заповнені повітрям. Ця обставина навіть використовується у судово-ветеринарній експертизі у випадках, коли потрібно встановити, чи був плід мертвонародженим чи він загинув після народження (у першому випадку – у легенях немає повітря, у другому – новонароджений дихав перед смертю і повітря потрапило у легені).

Відношення дихального об'єму до альвеолярного називається коефіцієнтом легеневої (альвеолярної) вентиляції.При кожному спокійному вдиху вентилюється приблизно 1/6 частина легеневого об'єму, а при посиленому диханні цей коефіцієнт зростає.

Газообмін у легенях та тканинах

Газообмін між альвеолярним повітрям та кров'ю, а також між кров'ю та тканинами відбувається за фізичними законами, – шляхом простої дифузії. Гази переходять через напівпроникні біологічні мембрани внаслідок різниці парціальних тисків(Тиск одного газу в суміші газів) з області більш високого в область нижчого тиску. Для газів, розчинених у рідині (крові) у своїй використовується термін – напруга.

Для розрахунку парціального тиску газу необхідно знати його концентрацію в газовому середовищі та загальний тиск суміші газів. Так, наприклад, вміст кисню у повітрі, що вдихається (атмосферному) становить 21%, вуглекислого газу – 0,03%. У альвеолярному повітрі вміст газів дещо інше: відповідно – 14% та 5,5%. При спокійному диханні склад альвеолярного повітря залишається постійним і мало залежить від фази вдиху або видиху. Це – своєрідне внутрішнє газове середовище організму, що забезпечує безперервне оновлення газів у крові. Зміни складу альвеолярного повітря відбувається тільки при сильній задишці або при утрудненні (зупинки) дихання.

Тиск в альвеолах легень нижчий за атмосферний на величину, створювану водяними парами (близько 47 мм. рт.ст.).

Таким чином, якщо зовнішній атмосферний тиск близько 760 мм, то парціальний тиск кисню в альвеол становить близько 100, а діоксиду вуглецю – 40 мм рт.ст. За змін погодних умов, а також в умовах високогір'я або занурення у воду парціальний тиск газів в альвеолах зміниться.

У венозній крові, що притікає до легеневої легеневої артерії, напруга кисню становить близько 40 мм рт.ст., а діоксиду вуглецю – 46 мм. рт.ст. Отже, кисень дифундує з альвеолярного повітря до крові, а діоксид вуглецю – з крові до альвеолярного повітря.

Азоту в повітрі близько 80%, він міститься і в альвеолярному повітрі, його парціальний тиск більший за всі інші гази. Однак при звичайних коливаннях атмосферного тиску азот не розчиняється ні у водяних парах альвеол, ні в сурфактанті, тому кров він не потрапляє.

До органів підходить артеріальна кров, насичена киснем. Його напруга становить близько 100 мм рт. Діоксид вуглецю також міститься в артеріальній крові, його напруга – близько 40 мм рт. У клітинах вміст діоксиду вуглецю значно більший, його напруга сягає 70 мм рт.ст. Кисень клітини поглинають і використовують для окислювальних процесів, тому його напруга знижується майже до 0. Таким чином, між артеріальною кров'ю, що притікає, і тканинами органів відбувається проста дифузія газів - кисень з крові переходить в тканини, а діоксид вуглецю - з тканин в кров.

Транспорт газів кров'ю

Тільки невелика частина кисню може транспортуватися кров'ю в розчиненому стані (0,3 мл газу 100 мл крові).

Основною транспортною формою кисню в крові є оксигемоглобін(14 - 20 мл в 100 мл крові). Він утворюється внаслідок приєднання до гемоглобіну крові кисню. Встановлено, що 1 г гемоглобіну (за умови його повного насичення) може приєднати близько 1,34 мл кисню.

Киснева ємність кровівизначається кількістю мл кисню, що у 100 мл крові при максимальному насичення гемоглобіну киснем. Вона залежить від кількості гемоглобіну у крові. При значних змінах атмосферного тиску або при екстремальних коливаннях газового складу повітря киснева ємність крові може змінюватися.

Транспорт вуглекислого газу кров'ю здійснюється у 3-х формах: у вигляді бікарбонатів натрію та калію (основна форма), у поєднанні з гемоглобіном (карбогемоглобін) та у розчиненому стані: відповідно частка кожної з форм у відсотках становить – 80, 18 та 2%.

Механізм утворення бікарбонатів наступний. Вуглекислий газ, що надходить з тканин в кров, проникає в еритроцити і за участю клітинного ферменту карбоангідрази перетворюється на вугільну кислоту. Н 2 3 легко дисоціює з утворенням іонів Н + і НСО 3 - . НСО 3 - дифундує з еритроцитів у плазму крові, натомість в еритроцити з плазми входять іони хлору. В результаті в плазмі крові іони натрію і калію пов'язують НСО 3 - , що надходять з еритроцитів, утворюючи бікарбонати натрію або калію.

Регуляції дихання

Регуляція дихання здійснюється рефлекторно, за участю нейро-гуморальних механізмів. У рефлекторній регуляції будь-якої функції бере участь нервовий центр, який отримує інформацію від різних рецепторів, та виконавчі органи.

Дихальний центрпредставляє сукупність нейронів у різних відділах ЦНС, структурно та функціонально пов'язаних між собою. «Ядро» дихального центру, що знаходиться в області ретикулярної формації довгастого мозку. Воно складається з двох відділів: центрів вдиху та видиху. При пошкодженні цієї області мозку дихання стає неможливим і настає смерть тварини.

Нейрони, що входять до складу вищезгаданого ядра, мають автоматією,тобто. здатні до спонтанної (самовільної) деполяризації - виникнення збудження. Автоматія тієї частини дихального центру, яка розташована в довгастому мозку, має важливе значення в автоматичному чергуванні вдиху та видиху. Інші структури дихального центру автоматії не мають. У довгастому мозку також замикаються рефлекторні дуги чхального та кашльового рефлексів. За участю цього відділу змінюється зовнішнє дихання за зміни газового складу крові.

З довгастого мозку імпульси спускаються у спинний мозок. У грудному відділі спинного мозку знаходяться мотонейрони, що іннервують міжреберні (дихальні) м'язи, а в шийній ділянці спинного мозку на рівні 3 – 5-го хребця розташований центр діафрагмального нерва. Ці нейрони передають збудження від центрів вдиху та видиху довгастого мозку до м'язів, вони відносяться до соматичної нервової системи.

До складу основного дихального центру також входять нейрони середнього та проміжного відділу головного мозку, які координують дихання з іншими функціями організму (м'язовими скороченнями, ковтанням, відригуванням, принюхуванням). Кора великих півкуль є вищою інстанцією даного центру, що контролює роботу всіх раніше перерахованих структурних утворень та забезпечує довільне посилення або ушкодження дихання. За обов'язкової участі кори виникають умовно-рефлекторні зміни дихання.

У регуляції дихання беруть участь різні рецептори – вони розташовані у легких, кровоносних судинах, у скелетних м'язах. За природою подразників вони можуть бути механо- та хеморецепторами.

До легеневі рецепторивідносяться рецептори розтягування та ірритантні рецептори.

Рецептори розтягування збуджуються внаслідок розтягування легень під час вдиху. Потік імпульсів, що виник у них, спрямовується по гілочках блукаючого нерва в центр вдиху, і на висоті вдиху викликає його гальмування. Завдяки цьому вдих закінчується до максимального розтягування легень. Падіння легень при видиху також супроводжується роздратуванням механорецепторів, що призводить до гальмування видиху. Таким чином, механорецептори легень передають інформацію в дихальний центр про ступінь розтягування або спадання легень, що регулює глибину дихання і необхідно для автоматичного чергування вдиху та видиху.

Іритантні рецептори розташовуються в епітеліальному шарі повітроносних дихальних шляхів та легень. Вони реагують на пил, дію неприємних чи задушливих газів, тютюнового диму. При цьому виникає відчуття першіння у горлі, кашель, затримка дихання. Значення цих рефлексів - недопущення в альвеоли шкідливих газів та пилових

Хеморецептори розташовані в різних кровоносних судинах, тканинах і в ЦНС. Вони чутливі до концентрації кисню, діоксиду вуглецю, водневих іонів. Найважливішим гуморальним подразником для дихального центру є діоксид вуглецю. Зміна його концентрації в артеріальній крові незмінно веде до зміни частоти та глибини дихання: збільшення – до посилення, зменшення – до ослаблення дихальної функції. Велике значення у гуморальній регуляції дихання мають хеморецептори синокаротидної та аортальної судинних рефлексогенних зон. Дуже висока чутливість до діоксиду вуглецю нейронів дихального центру, розташованих у довгастому мозку. Таким чином, в організмі підтримується постійний рівень вуглецю діоксиду і в крові, і в лікворі.

Іншим адекватним подразником дихального центру є кисень. Щоправда, його вплив проявляється меншою мірою. Це з тим, що з нормальних коливаннях атмосферного тиску у здорових тварин майже весь гемоглобін з'єднується з киснем.

Гуморальна регуляція дихання має важливе значення при першому вдиху новонародженого. Під час пологів при передавленні пуповини в організмі дитинчата швидко наростає концентрація вуглекислого газу і одночасно розвивається киснева недостатність. Це призводить до рефлекторного збудження дихального центру і новонароджений робить свій перший у житті вдих.

Активну участь у механізмі регуляції дихання беруть органічні кислоти, зокрема – молочна кислота, що накопичується у крові та м'язах під час м'язової роботи. Ця кислота, будучи сильнішою, ніж вугільна, витісняє з бікарбонатів крові діоксид вуглецю, що призводить до підвищення збудливості дихального центру та виникнення задишки.

Тема:Дихальна система

Урок: Будова легень. Газообмін у легенях та тканинах

Легкі людини – це парний орган конусоподібної форми (див. рис. 1). Зовні вони покриті легеневою плеврою, грудна порожнина покрита пристінковою плеврою. Між 2 листками плеври знаходиться плевральна рідина, яка знижує силу тертя при вдиху та видиху.

Мал. 1.

За 1 хвилину легені прокачують 100 літрів повітря.

Бронхи розгалужуються, утворюючи бронхіоли, на кінцях яких знаходяться тонкостінні легеневі бульбашки - альвеоли (див. рис. 2).

Мал. 2.

Стінки альвеол та капілярів одношарові, що полегшує газообмін. Вони утворені епітелієм. Вони виділяють сурфактант, який перешкоджає злипанню альвеол, та речовини, що вбивають мікроорганізми. Відпрацьовані БАВ перетравлюються фагоцитами чи виділяються як мокротиння.

Мал. 3.

Кисень із повітря альвеол перетворюється на кров, а вуглекислий газ із крові перетворюється на альвеолярне повітря (див. рис. 3).

Це відбувається завдяки парціальному тиску, оскільки кожен газ розчиняється у рідині саме завдяки своєму парціальному тиску.

Якщо парціальний тиск газу в навколишньому середовищі вищий, ніж його тиск у рідині, то газ буде розчинятися в рідині, доки не утвориться рівновага.

Парціальний тиск кисню становить 159 мм. рт. ст. в атмосфері, а у венозній крові – 44 мм. рт. ст. Це дозволяє кисню з атмосфери переходити у кров.

Кров потрапляє у легені по легеневим артеріям і розтікається по капілярах альвеол тонким шаром, що сприяє газообміну (див. рис. 4). Кисень, переходячи з альвеолярного повітря в кров, вступає у взаємодію з гемоглобіном з утворенням оксигемоглобіну. У цьому виді кисень розноситься кров'ю від легень до тканин. Там парціальний тиск низький, і оксигемоглобін дисоціює, звільняючи кисень.

Мал. 4.

Механізми виділення вуглекислого газу подібні до механізмів надходження кисню. Вуглекислий газ утворює нестійку сполуку з гемоглобіном - карбогемоглобін, дисоціація якого відбувається в легенях.

Мал. 5.

Чадний газ утворює стійке з'єднання з гемоглобіном, дисоціація якого не відбувається. І такий гемоглобін вже не може виконувати свою функцію – розносити кисень організмом. Внаслідок цього людина може загинути від ядухи навіть при нормальній роботі легень. Тому небезпечно перебувати в закритому, непровітрюваному приміщенні, в якому працює автомобіль або топиться піч.

додаткова інформація

Дуже багато людей дихає часто (більше 16 разів на хвилину), при цьому здійснюючи неглибокі дихальні рухи. Внаслідок такого дихання повітря потрапляє лише у верхні частини легень, а в нижніх частинах відбувається застій повітря. У такому середовищі відбувається інтенсивне розмноження бактерій та вірусів.

Для самостійної перевірки правильності дихання знадобиться секундомір. Необхідно буде визначити, скільки дихальних рухів людина робить за хвилину. При цьому необхідно стежити за процесом вдиху та вдиху.

Якщо під час дихання напружуються м'язи черевного преса, це черевний тип дихання. Якщо змінюється об'єм грудної клітки, це грудний тип дихання. Якщо використовуються обидва ці механізми, то людина має змішаний тип дихання.

Якщо людина здійснює до 14 дихальних рухів за хвилину - це відмінний результат. Якщо людина здійснює 15 – 18 рухів – це гарний результат. А якщо понад 18 рухів – це поганий результат.

Список літератури

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Бєляєв І.М. Біологія 8. - М: Дрофа.

2. Пасічник В.В., Кам'янський А.А., Швецов Г.Г. / За ред. Пасічника В.В. Біологія 8. - М: Дрофа.

3. Драгомілов А.Г., Маш Р.Д. Біологія 8. - М: Вентана-Граф.

Домашнє завдання

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Бєляєв І.М. Біологія 8. - М: Дрофа. - С. 141, завдання та питання 1, 3, 4.

2. Яку роль у газообміні має парціальний тиск?

3. Яку будову мають легені?

4. Підготуйте невелике повідомлення, в якому поясніть, чому в кров при вдиху не потрапляють азот, вуглекислий газ та інші компоненти повітря.

0

Газообмін у легенях та тканинах

Ми дихаємо атмосферним повітрям. Він містить приблизно 21% кисню, 0,03% вуглекислого газу, майже 79% азоту та пари води. Повітря, яке ми видихаємо, відрізняється за складом від атмосферного. У ньому вже 16% кисню, близько 4% вуглекислого газу, більшає і парів води. Кількість азоту не змінюється.

Газообмін у легень— це обмін газами між альвеолярним повітрям та кров'ю легеневих капілярів шляхом дифузії. У легенях кров звільняється від вуглекислого газу та насичується киснем.

За артеріями малого кола кровообігу до легень надходить венозна кров. У повітрі, яке вдихає людина, кисню міститься значно більше, ніж у венозній крові. Тому він у результаті дифузії вільно проходить через стінки альвеол та капілярів у кров. Тут кисень з'єднується з гемоглобіном- Червоним пігментом еритроцитів. Кров насичується киснем і стає артеріальною. Одночасно вуглекислий газ проникає в альвеоли. Завдяки легеневі дихання співвідношення кисню і вуглекислого газу в повітрі альвеол підтримується на постійному рівні, і газообмін між кров'ю і альвеолярним повітрямйде безперервно, незалежно від того, вдихаємо ми повітря в даний момент або на деякий час затримуємо дихання.

Газообмін у легенях відбувається завдяки існуванню різниці парціального тиску дихальних газів. Парціальним (тобто частковим) тиском називають частину загального тиску, яка припадає на частку кожного газу в газовій суміші. Цей тиск вимірюють у мм рт. ст. Парціальний тиск залежить від відсоткового вмісту газу в газовій суміші: чим вищий відсотковий вміст, тим вищий парціальний тиск.

Парціальний тиск можна вирахувати за формулою Дальтона: р = (Р х а)/100, де р - Парціальний тиск даного газу, Р - загальний тиск газової суміші в мм рт. ст., а - відсотковий вміст газу в газовій суміші. Наприклад, парціальний тиск кисню у повітрі, що вдихається становить: (760 х 20,94)/100 = 159 мм рт. ст. Парціальний тиск вуглекислого газу у повітрі, що вдихається, становить 0,2 мм рт. ст. У легеневих альвеолах парціальний тиск кисню становить 106 мм рт. ст., а вуглекислого газу - 40 мм рт. ст. Тому кисень і вуглекислий газ переходять з області більшого тиску область меншого тиску.

Газообмін у тканинах- це обмін газами між кров'ю, що притікає, міжклітинної рідиною, клітинами і відтікає венозною кров'ю. Механізм цього обміну такий самий, як і в легенях. Це дифузія, пов'язана з різницею парціального тиску газів у крові, міжклітинній рідині та клітинах організму. У тканинах кров віддає кисень і насичується вуглекислим газом.

Артеріальна кровпо судинах великого кола кровообігу прямує до органів тіла. Вміст кисню в артеріальній крові більший, ніж у клітинах тканин. Тому кисень завдяки дифузіївільно проходить через тонкі стінки капілярів у клітини. Кисень використовується для біологічного окислення, а енергія, що виділилася, йде на процеси життєдіяльності клітини. При цьому утворюється вуглекислий газ, який надходить із клітин тканин у кров. Кров з артеріальної перетворюється на венозну. Вона повертається до легень і тут знову стає артеріальною.

Відомо, що гази погано розчиняються в теплій воді, ще гірше в теплій та солоній воді. Чим же пояснити, що кисень проникає в кров, незважаючи на те, що кров - тепла та солона рідина? Відповідь це питання у властивостях гемоглобінуеритроцитів, які переносять кисень від органів дихання до тканин, а від них – вуглекислий газ до дихальних органів. Його молекула хімічно взаємодіє з киснем: вона захоплює 8 атомів кисню та доставляє їх тканинам.

Життєва ємність легень

Життєва ємність легень- Це найбільша кількість повітря, яке можна видихнути після максимального вдиху. Ця ємність дорівнює сумі дихального об'єму, резервного об'єму вдиху та видиху. Даний показник коливається в межах від 3500 до 4700 мл. Для визначення різних об'ємів та ємностей легень застосовують спеціальні прилади: спірометри , спірографита ін.

Якщо попросити людину зробити найглибший вдих, а потім видихнути все повітря, то видихнутий об'єм повітря і складе життєву ємність легень(ЖЕЛ). Зрозуміло, що і після цього видиху в легенях залишиться ще кілька повітря. залишкове повітря- дорівнює приблизно 1000-1200 см 3 .

Життєва ємність легень залежить від віку, статі, зростання, нарешті від ступеня тренованості людини. Для того, щоб розрахувати, якою має бути життєва ємність повітря, можна скористатися такими формулами:

ЖЕЛ (л) чоловіків = 2,5 x зростання (м); ЖЕЛ (л) жінок = 1,9 x зростання (м).

ЖЕЛ - це життєва ємність легень (у літрах), зростання треба виразити в метрах, а 2,5 та 1,9 - це коефіцієнти, знайдені експериментальним шляхом. Якщо реальна життєва ємність легень виявиться рівною чи більшою, ніж обчислені величини, результати слід вважати хорошими, якщо меншою – поганими. Життєву ємність легень вимірюють спеціальним приладом – спірометром.

У чому переваги людей із високою життєвою ємністю легень? При тяжкій фізичній роботі, наприклад при бігу, вентиляція легень досягається за рахунок великої глибини дихання. Людині, у якої життєва ємність легень невелика, та ще й дихальні м'язи слабкі, доводиться дихати часто та поверхово. Це призводить до того, що свіже повітря залишається в повітроносних шляхах і лише невелика частина його сягає легких. В результаті тканини отримують мізерну кількість кисню, і людина не може продовжувати роботу.

До системи оздоровчої гімнастики обов'язково входять дихальні вправи. Багато хто з них спрямований на те, щоб провітрити верхівки легень, які, як правило, у більшості людей погано провітрюються. Якщо підняти руки вгору, прогнутися назад і зробити вдих, м'язи відтягують верхню частину грудної клітки вгору, і верхівки легень провітрюються. Здійснювати повноцінне дихання допомагають добре розвинені м'язи черевного пресу. Отже, розвиваючи дихальні м'язи, ми можемо збільшити обсяг грудної порожнини, отже, і життєву ємність.

Газообмін у легенях.Вдихається людиною повітря і видихається дуже різняться за складом. В атмосферному повітрі вміст кисню сягає 21%, вуглекислого газу - 0,03-0,04%. У повітрі, що видихається, кількість кисню знижується до 16%, зате вуглекислого газу стає більше - 4-4.5%. Що ж відбувається з повітрям у легенях?

Ви пам'ятаєте, що альвеоли легень утворюють величезну поверхню. Всі альвеоли оповиті кровоносними капілярами, в які по малому колу кровообігу надходить венозна кров із серця. Стінки альвеол та капілярів дуже тонкі. Кров, яка потрапляє в легені, бідна на кисень і насичена вуглекислим газом. Повітря в легеневих альвеолах, навпаки, багате киснем, а вуглекислого газу в ньому значно менше. Тому відповідно до законів осмосу та дифузії кисень з легеневих альвеол спрямовується в кров, де з'єднується з гемоглобіном еритроцитів. Кров набуває червоного забарвлення. Вуглекислий газ із крові, де він міститься у надлишку, проникає у легеневі альвеоли. З венозної крові до легеневих альвеол виділяється також вода, яка у вигляді пари при видиху видаляється з легень.

Газообмін у тканинах.В органах нашого тіла постійно відбуваються окислювальні процеси, на які витрачається кисень. Тому концентрація кисню в артеріальній крові, яка надходить у тканини по судинах великого кола кровообігу, більша, ніж у тканинній рідині. В результаті кисень вільно переходить з крові в тканинну рідину та тканини. Вуглекислий газ, який утворюється в ході численних хімічних перетворень, навпаки, переходить із тканин у тканинну рідину, а з неї в кров. Таким чином, кров насичується вуглекислим газом.

Дихальні рухи.Газообмін в організмі можливий лише за умови постійної зміни повітря у легенях. Тому подих відбувається постійно. Вдихнувши вперше під час народження, людина дихає все життя. Дихальний цикл складається з вдиху та видиху, які ритмічно йдуть один за одним. У легенях немає м'язів, які б поперемінно стискати і розширювати їх. Легкі пасивно розтягуються, слідуючи за рухами стінок грудної порожнини. Дихальні рухи відбуваються за допомогою дихальних м'язів. У видиху та вдиху беруть участь дві групи м'язів. Основні дихальні м'язи – це міжреберні м'язи та діафрагма.

При скороченні зовнішніх міжреберних м'язів ребра піднімаються, а діафрагма, скорочуючись, стає плоскою. Тому обсяг грудної порожнини збільшується. Легкі, слідуючи за стінками грудної порожнини, розширюються, тиск у них зменшується і стає нижчим за атмосферний. Тому повітря по повітроносних коліях спрямовується в легені - відбувається вдих.

При видиху внутрішні міжреберні м'язи опускають ребра, діафрагма розслаблюється та стає опуклою. Ребра під дією власної ваги та скорочення внутрішніх міжреберних м'язів, а також м'язів живота, що прикріплюються до ребрів, опускаються. Грудна порожнина повертається у вихідний стан, легені зменшуються в об'ємі, тиск у них збільшується, стає трохи вищим за атмосферний. Тому надлишок повітря виходить із легень – відбувається видих.

Так здійснюються спокійний вдих та видих. У глибокому вдиху беруть участь м'язи шиї, стінок грудної порожнини та живота.

Дихальні рухи відбуваються з певною частотою: у підлітків - 12-18 за хвилину, у дорослих - 16-20.

Життєва ємність легень.Важливим показником розвитку органів дихання є життєва ємність легень. Це найбільший обсяг повітря, який може видихнути людина після глибокого вдиху. Її вимірюють за допомогою спеціального приладу – спірометра. У дорослої людини життєва ємність становить 3500 мл.

У спортсменів цей показник зазвичай на 1000-1500 мл більший, а у плавців може досягати 6200 мл. При великій життєвій ємності легені краще вентилюються, організм отримує більше кисню.

У опасистих людей життєва ємність легень на 10-11% менше, тому у них обмін газів у легень знижений.

Регулювання дихання.Діяльністю дихальної системи управляє дихальний центр. Він розташований у довгастому мозку. Ідучі імпульси координують м'язові скорочення при вдиху і видиху. Від цього центру по нервових волокнах через спинний мозок надходять імпульси, які викликають у порядку скорочення м'язів, відповідальних за вдих і видих.

Порушення самого центру залежить від збуджень, які від різних рецепторів, і зажадав від хімічного складу крові. Так, стрибок у холодну воду чи обливання холодною водою викликає глибокий вдих та затримку дихання. Різко пахучі речовини можуть викликати затримку дихання. Це з тим, що запах дратує нюхові рецептори у стінках носової порожнини. Порушення передається у дихальний центр, та його діяльність загальмовується. Всі ці процеси здійснюються рефлекторно.

Слабке подразнення слизової оболонки порожнини носа викликає чхання, а гортані, трахеї, бронхів-кашель. Це захисна реакція організму. При чханні, кашлі сторонні частки, що потрапили в дихальні шляхи, видаляються з організму.

У дихальному центрі знаходяться клітини, чутливі до найменшої зміни вмісту вуглекислого газу міжклітинній речовині. Надлишок вуглекислого газу збуджує дихальний центр, це, своєю чергою, викликає почастішання дихання. Зайвий вуглекислий газ швидко видаляється, і коли його концентрація повертається до норми, частота дихання знижується.

Як бачите, регуляція дихання відбувається рефлекторно, але під контролем кори півкуль великого мозку. Це легко довести; адже кожен із нас може за власним бажанням змінити частоту дихальних рухів.

Коротка історія куріння

Одна з найпоширеніших вад людини - куріння тютюну - має 500-річну історію. У Європу листя та насіння тютюну були привезені з Америки моряками експедиції Христофора Колумба. Спочатку тютюн був оголошений лікувальною травою. Ось як описувалися його чудодійні властивості в одній іспанській книзі: «Тютюн викликає сон, позбавляє втоми, заспокоює біль, виліковує головний біль...»

Тому немає нічого дивного в тому, що вже у XVI ст. тютюн міцно заволодів аристократичними салонами. Особливо популярним стало куріння XVII і XVIII ст. Чоловіки, жінки та молоді люди почали курити, нюхати та жувати тютюн.

Рекомендований спочатку як лікарський засіб, тютюн, однак, дуже скоро набув поганої слави. Боротьбу з тютюнопалінням розпочала іспанська королева Ізабелла. Її приклад наслідував французький король Людовік XIV, а російський цар Михайло Федорович Романов наказав відрізати носа кожному, хто курить. Проте вже ніщо не могло зупинити розповсюдження цієї «димучої отрути». Куріння тютюну перетворилося на нову статтю доходу багатьом торговців. Приблизно в середині XVIII ст. у Бразилії почали робити цигарки, а на початку XIX ст. - Виробляти сигарети.

Так, за порівняно короткий час були створені всі умови для швидкого поширення куріння тютюну. Ця вада поступово охопила всі верстви населення. Нині куріння - найпоширеніший вид наркоманії у світі.

Склад тютюнового диму та його дія на організм

Для тканин легень дуже небезпечне куріння. Адже смола, що утворюється при згорянні тютюну та паперу, не може виводитися з легенів і протягом багатьох років осідає на стінках повітроносних шляхів, буквально вбиваючи клітини їхньої слизової оболонки. Легкі курці втрачають свій природний рожевий колір, стають чорними. Такі легені частіше схильні до різних захворювань, у тому числі і онкологічним. В даний час наука має тисячі доказів, що підтверджують той факт, що тютюн містить згубні для організму людини речовини. Їх близько 400! Шкідливі речовини, що містяться в тютюновому димі, можуть бути об'єднані в чотири групи: отруйні алкалоїди, подразнюючі речовини, отруйні гази, канцерогенні речовини.

Однією з найвідоміших речовин є нікотин, який отримав свою назву на ім'я французького посланця в Лісабоні Ж. Ніко, який у другій половині XVI ст. підніс Марії Медічі цю «вселікуючу» траву для лікування мігрені. Нікотин міститься в листі різних рослин: тютюну, індійської коноплі, польського хвоща, деяких плаунів та ін. Однієї краплі чистого нікотину (0,05 г) достатньо, щоб умертвити людину. Нікотин із крові матері легко проникає через плаценту у кровоносну систему плода.

У тютюновому листі, крім нікотину, міститься ще 11 алкалоїдів, найважливіші з яких: норнікотин, нікотирин, нікотеїн, нікотимін. Всі вони подібні до нікотину за будовою і властивостями і тому мають схожі назви.

Сумна статистика ракових захворювань курців досить промовиста. Канцерогенну дію мають різні ароматичні вуглеводні, які містяться в тютюновому димі (наприклад, бензопірен), деякі феноли, що містяться в диму, а також нітрозамін, гідразин, вінілхлорид та ін. З неорганічних речовин - це в першу чергу сполуки миш'яку і кадмію, радіоактивний полоній, олово та вісмут-210.

З тютюнового диму виділено десяток речовин, які мають подразнюючу дію на слизову оболонку. Найбільш важливим є ненасичений альдегід пропеналь. Він має високу хімічну та біологічну активність, викликаючи у курців кашель.

У газовій фракції тютюнового диму міститься велика кількість неорганічних сполук, що мають високу хімічну та біологічну активність, таких як оксид вуглецю, сірководень, ціанід водню та ін.

• Коли хворий на грип чи іншу недугу чхає, мікроскопічні крапельки слюии та слизу, що містять бактерії та віруси, летять на відстань до 10 м, причому деякий час ці крапельки здатні «висіти» в повітрі, заражаючи оточуючих.

Перевірте свої знання

1. Розкажіть, які процеси відбуваються у легеневих альвеолах.
2. Який механізм газообміну у тканинах?
3. Яким чином відбуваються дихальні рухи?

Подумайте

1. Чим відрізняється легеневий газообмін від тканинного?
2. Що вигідніше для нирця - зробити перед зануренням кілька вдихів і видихів чи набрати в легені якнайбільше повітря?

В альвеолах легень відбувається газообмін: кров насичується киснем та виділяє вуглекислий газ. У тканинах відбувається зворотний процес. Вентиляція легень відбувається завдяки вдиху та видиху, які здійснюються при скороченні та розслабленні діафрагми та міжреберних м'язів. Діяльністю дихальної системи керує нервова система. Зміна концентрації вуглекислого газу крові впливає на частоту дихальних рухів.

Готові роботи

ДИПЛОМНІ РОБОТИ

Багато чого вже позаду і тепер ти – випускник, якщо, звісно, ​​вчасно напишеш дипломну роботу. Але життя - така штука, що тільки зараз тобі стає зрозуміло, що, переставши бути студентом, ти втратиш усі студентські радості, багато з яких, ти так і не скуштував, все відкладаючи та відкладаючи на потім. І тепер, замість того, щоб надолужувати втрачене, ти копишся над дипломною роботою? Є чудовий вихід: завантажити потрібну тобі дипломну роботу з нашого сайту - і в тебе миттю з'явиться багато вільного часу!
Дипломні роботи успішно захищені у провідних Університетах РК.
Вартість роботи від 20 000 тенге

КУРСОВІ РОБОТИ

Курсовий проект – це перша серйозна практична робота. Саме з написання курсової розпочинається підготовка до розробки дипломних проектів. Якщо студент навчитися правильно викладати зміст теми в курсовому проекті та грамотно його оформляти, то надалі у нього не виникне проблем ні з написанням звітів, ні зі складанням дипломних робіт, ні з виконанням інших практичних завдань. Щоб надати допомогу студентам у написанні цього типу студентської роботи і роз'яснити питання, що виникають під час її складання, власне кажучи, і був створений даний інформаційний розділ.
Вартість роботи від 2500 тенге

МАГІСТЕРСЬКІ ДИСЕРТАЦІЇ

В даний час у вищих навчальних закладах Казахстану та країн СНД дуже поширений ступінь вищої професійної освіти, який слідує після бакалаврату - магістратура. У магістратурі навчаються з метою отримання диплома магістра, який визнається в більшості країн світу більше, ніж диплом бакалавра, а також визнається зарубіжними роботодавцями. Підсумком навчання у магістратурі є захист магістерської дисертації.
Ми надамо Вам актуальний аналітичний та текстовий матеріал, у вартість включено 2 наукові статті та автореферат.
Вартість роботи від 35 000 тенге

ЗВІТИ З ПРАКТИКИ

Після проходження будь-якого типу студентської практики (навчальної, виробничої, переддипломної) потрібно скласти звіт. Цей документ буде підтвердженням практичної роботи студента та основою формування оцінки за практику. Зазвичай, щоб скласти звіт з практики, потрібно зібрати та проаналізувати інформацію про підприємстві, розглянути структуру та розпорядок роботи організації, в якій проходить практика, скласти календарний план та описати свою практичну діяльність.
Ми допоможемо написати звіт про проходження практики з урахуванням специфіки діяльності конкретного підприємства.