Газообмен в легких и тканях кратко

Биология в лицее

Газообмен в легких и тканях кратко

Газообмен в лёгких и тканях

Мы дышим атмосферным воздухом. Он содержит примерно 21% кислорода, 0,03% углекислого газа, почти 79% азота, пары воды. Воздух, который мы выдыхаем, отличается по составу от атмосферного. В нем уже 16% кислорода, около 4% углекислого газа, больше становится и паров воды. Количество азота не изменяется.

Виртуальная лабораторная работа: “Обнаружение углекислого газа в выдыхаемом воздухе”.

Газообмен в лёгких — это обмен газами между альвеолярным воздухом и кровью лёгочных капилляров путём диффузии. В легких кровь освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом.

По артериям малого круга кровообращения в легкие поступает венозная кровь. В воздухе, который вдыхает человек, кислорода содержится значительно больше, чем в венозной крови. Поэтому он в результате диффузии свободно проходит через стенки альвеол и капилляров в кровь. Здесь кислород соединяется с гемоглобином – красным пигментом эритроцитов.

Кровь насыщается кислородом и становится артериальной. Одновременно углекислый газ проникает в альвеолы.

Благодаря легочному дыханию соотношение кислорода и углекислого газа в воздухе альвеол поддерживается на постоянном уровне, и газообмен между кровью и альвеолярным воздухом идет непрерывно, независимо от того, вдыхаем мы воздух в данный момент или на некоторое время задерживаем дыхание. 

Газообмен в лёгких происходит благодаря существованию разницы парциального давления дыхательных газов. Парциальным (т. е.

частичным) давлением называют часть общего давления, которая приходится на долю каждого газа в газовой смеси. Это давление измеряют в мм рт. ст.

Парциальное давление зависит от процентного содержания газа в газовой смеси: чем выше процентное содержание, тем выше парциальное давление.

Парциальное давление можно высчитать по формуле Дальтона: р = (Р х а)/100, где р — парциальное давление данного газа, Р — общее давление газовой смеси в мм рт. ст., а — процентное содержание газа в газовой смеси.

Например, парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе составляет: (760 х 20,94)/100 = 159 мм рт. ст. Парциальное давление углекислого газа во вдыхаемом воздухе составляет 0,2 мм рт. ст. В лёгочных альвеолах парциальное давление кислорода составляет 106 мм рт. ст., а углекислого газа — 40 мм рт. ст.

Поэтому кислород и углекислый газ переходят из области большего давления в область меньшего давления.

Газообмен в тканях — это обмен газами между притекающей артериальной кровью, межклеточной жидкостью, клетками и оттекающей венозной кровью. Механизм этого обмена такой же, как и в лёгких. Это диффузия, связанная с разностью парциального давления газов в крови, межклеточной жидкости и клетках организма. В тканях кровь отдает кислород и насыщается углекислым газом.

Артериальная кровь по сосудам большого круга кровообращения направляется к органам тела. кислорода в артериальной крови больше, чем в клетках тканей. Поэтому кислород благодаря диффузии свободно проходит через тонкие стенки капилляров в клетки.

Кислород используется для биологического окисления, а выделившаяся энергия идет на процессы жизнедеятельности клетки. При этом образуется углекислый газ, который поступает из клеток тканей в кровь. Кровь из артериальной превращается в венозную.

Она возвращается к легким и здесь снова становится артериальной.

Известно, что газы плохо растворяются в теплой воде, еще хуже в теплой и соленой воде.

Чем же объяснить, что кислород проникает в кровь, несмотря на то что кровь – теплая и соленая жидкость? Ответ на этот вопрос кроется в свойствах гемоглобина эритроцитов, которые переносят кислород от органов дыхания к тканям, а от них – углекислый газ к дыхательным органам. Его молекула химически взаимодействует с кислородом: она захватывает 8 атомов кислорода и доставляет их тканям.

Жизненная ёмкость лёгких — это наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха.

Эта ёмкость равна сумме дыхательного объёма, резервного объёма вдоха и выдоха. Данный показатель колеблется в пределах от 3 500 до 4 700 мл.

Для определения различных объёмов и ёмкостей лёгких применяют специальные приборы: спирометры, спирографы и др.

Если попросить человека сделать самый глубокий вдох, а затем выдохнуть весь воздух, то выдохнутый объем воздуха и составит жизненную емкость легких (ЖЕЛ). Понятно, что и после этого выдоха в легких останется еще некоторое количество воздуха – остаточный воздух – равное примерно 1000-1200 см3.

Жизненная емкость легких зависит от возраста, пола, роста, наконец от степени тренированности человека. Для того чтобы рассчитать, какой должна быть жизненная емкость воздуха, можно воспользоваться следующими формулами:

ЖЕЛ (л) мужчин = 2,5 x рост (м);   ЖЕЛ (л) женщин = 1,9 x рост (м).

ЖЕЛ – это жизненная емкость легких (в литрах), рост надо выразить в метрах, а 2,5 и 1,9 – это коэффициенты, найденные экспериментальным путем. Если реальная жизненная емкость легких окажется равной или большей, чем вычисленные величины, результаты следует считать хорошими, если меньшей – плохими. Жизненную емкость легких измеряют специальным прибором – спирометром.

В чем преимущества людей с высокой жизненной емкостью легких? При тяжелой физической работе, например при беге, вентиляция легких достигается за счет большой глубины дыхания.

Человеку, у которого жизненная емкость легких небольшая, да еще и дыхательные мышцы слабы, приходится дышать часто и поверхностно. Это приводит к тому, что свежий воздух остается в воздухоносных путях и лишь небольшая часть его доходит до легких.

В результате ткани получают ничтожное количество кислорода, и человек не может продолжать работу.

В систему оздоровительной гимнастики обязательно входят дыхательные упражнения. Многие из них направлены на то, чтобы проветрить верхушки легких, которые, как правило, у большинства людей проветриваются плохо.

Если поднять руки вверх, прогнуться назад и сделать вдох, мышцы оттягивают верхнюю часть грудной клетки вверх, и верхушки легких проветриваются. Осуществлять полноценное дыхание помогают хорошо развитые мышцы брюшного пресса.

Значит, развивая дыхательные мышцы, мы можем увеличить объем грудной полости, а следовательно, и жизненную емкость.

< Предыдущая страница "Внешнее дыхание"

Следующая страница “Регуляция дыхания” >

Источник: //biolicey2vrn.ru/index/gazoobmen_v_ljogkikh_i_tkanjakh/0-370

Строение легких. Газообмен в легких и тканях. урок. Биология 8 Класс

Газообмен в легких и тканях кратко

В ходе этого урока мы узнаем о том, каким образом устроены наши легкие и как происходит газообмен между атмосферным воздухом и кровью и между кровью и тканями организма.

Тема: Дыхательная система

Урок: Строение легких. Газообмен в легких и тканях

Легкие человека – это парный орган конусовидной формы (см. Рис. 1). Снаружи они покрыты легочной плеврой, грудная полость покрыта пристеночной плеврой. Между 2 листками плевры находится плевральная жидкость, которая снижает силу трения при вдохе и выдохе.

Рис. 1.

За 1 минуту легкие прокачивают 100 литров воздуха.

Бронхи ветвятся, образуя бронхиолы, на концах которых находятся тонкостенные легочные пузырьки – альвеолы (см. Рис. 2).

Рис. 2.

Стенки альвеол и капилляров однослойные, что облегчает газообмен. Они образованы эпителием. Они выделяют сурфактант, который препятствует слипанию альвеол, и вещества, убивающие микроорганизмы. Отработанные БАВ перевариваются фагоцитами или выделяются в виде мокроты.

Рис. 3.

Кислород из воздуха альвеол переходит в кровь, а углекислый газ из крови переходит в альвеолярный воздух (см. Рис. 3).

Это происходит благодаря парциальному давлению, так как каждый газ растворяется в жидкости именно благодаря своему парциальному давлению.

Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем его давление в жидкости, то газ будет растворяться в жидкости, пока не образуется равновесие.

Парциальное давление кислорода составляет 159 мм. рт. ст. в атмосфере, а в венозной крови – 44 мм. рт. ст. Это позволяет кислороду из атмосферы переходить в кровь.

Кровь попадает в легкие по легочным артериям и растекается по капиллярам альвеол тонким слоем, что способствует газообмену (см. Рис. 4).

Кислород, переходя из альвеолярного воздуха в кровь, вступает во взаимодействие с гемоглобином с образованием оксигемоглобина. В этом виде кислород разносится кровью от легких к тканям.

Там парциальное давление низкое, и оксигемоглобин диссоциирует, освобождая кислород.

Рис. 4.

Механизмы выделения углекислого газа сходны с механизмами поступления кислорода. Углекислый газ образует нестойкое соединение с гемоглобином – карбогемоглобин, диссоциация которого происходит в легких.

Рис. 5.

Угарный газ образует стойкое соединение с гемоглобином, диссоциация которого не происходит. И такой гемоглобин уже не может выполнять свою функцию – разносить кислород по организму. В результате этого человек может погибнуть от удушья даже при нормальной работе легких. Поэтому опасно находиться в закрытом, непроветриваемом помещении, в котором работает автомобиль или топится печь.

Дополнительная информация

Очень много людей дышит часто (более 16 раз в минуту), при этом совершая неглубокие дыхательные движения. В результате такого дыхания воздух попадает только в верхние части легких, а в нижних частях происходит застой воздуха. В такой среде происходит интенсивное размножение бактерий и вирусов.

Для самостоятельной проверки правильности дыхания понадобится секундомер. Необходимо будет определить, сколько дыхательных движений человек делает в минуту. При этом необходимо следить за процессом вдоха и вдоха.

Если при дыхании напрягаются мышцы брюшного пресса, это брюшной тип дыхания. Если изменяется объем грудной клетки, это грудной тип дыхания. Если используются оба эти механизма, то у человека смешанный тип дыхания.

Если человек совершает до 14 дыхательных движений в минуту – это отличный результат. Если человек совершает 15 – 18 движений – это хороший результат. А если более 18 движений – это плохой результат.

Список литературы

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология. 8. – М.: Дрофа.

2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г. / Под ред. Пасечника В.В. Биология. 8. –  М.: Дрофа.

3. Драгомилов А.Г., Маш Р.Д. Биология. 8. – М.: Вентана-Граф.

Рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. School6.tgl.ru (Источник).

2. Зоошкола (Источник).

3. Атлас анатомии человека (Источник).

Домашнее задание

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология. 8. – М.: Дрофа. – С. 141, задания и вопрос 1, 3, 4.

2. Какую роль в газообмене имеет парциальное давление?

3. Какое строение имеют легкие?

4. Подготовьте небольшое сообщение, в котором объясните, почему в кровь при вдохе не попадают азот, углекислый газ и другие составляющие воздуха.

Источник: //interneturok.ru/lesson/biology/8-klass/btema-6-dyhanieb/stroenie-legkih-gazoobmen-v-legkih-i-tkanyah

Строение лёгких. Газообмен в лёгких и тканях

Газообмен в легких и тканях кратко

Система органов дыхания состоит из воздухоносных путей (которые включают носовую полость, носоглотку, гортань, трахею и бронхи) и самих лёгких.

У человека два лёгкихлевое и правое.Здоровые лёгкие розовые, мягкие и напоминают губку. Правое лёгкое состоит из трёх долей, а левое – только из двух.

Они занимают почти всю грудную клетку. Легкие достаточно плотно прилегают к её стенкам, оставляя место только для сердца, крупных сосудов, пищевода и трахеи.

Нижняя расширенная часть лёгких прилегает к дыхательной мышце – диафрагме.

Снаружи лёгкие покрыты плотной оболочкой – лёгочной плеврой. Она состоит из двух листков. Один из них – наружный, или пристеночный, выстилает грудную клетку изнутри, а другой (внутренний) покрывает всю поверхность лёгких.

Между наружным и внутренним листками находится плевральная полость. Она заполнена жидкостью, которая уменьшает трение лёгких о стенки грудной полости при дыхании. В плевральной полости отсутствует воздух.

Если в неё ввести иглу, соединённую с манометром, можно установить, что давление в ней отрицательное (на 6–9 миллиметров ртутного столба ниже атмосферного).

Эта разница давлений создаёт присасывающую силу, благодаря которой лёгкие прижимаются к грудной клетке. Поэтому они всегда находятся в расправленном состоянии и следуют за движениями грудной клетки.

Если в результате повреждения грудной клетки в плевральную полость попадает воздух, лёгкие спадаются и поджимаются к трахее.

При этом поджатые лёгкие уже не соприкасаются с грудной клеткой, и поэтому они не следуют за её дыхательными движениями, или их объём меняется в гораздо меньшей степени. В таком случае эффективный газообмен становится невозможным.

Если в результате несчастного случая обе половины плевральной полости окажутся вскрытыми, лёгкие сожмутся, дыхательная система выйдет из строя и наступит смерть.

Бронхи входят в лёгкие и там ветвятся, образуя бронхиальное «дерево». Тонкие бронхи переходят в бронхиолы.

Бронхиолы заканчиваются множеством лёгочных пузырьков, которые называются альвеолами. В лёгких насчитывается около 350 миллионов альвеол. Они густо оплетены капиллярами.

Через стенки альвеол происходит обмен газами. Такой процесс возможен благодаря тому, что стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток.

Газообмен в лёгких и тканях состоит из трёх этапов:

·        Внешнее, или лёгочное, дыхание

·        Транспорт газов кровью

·        Внутреннее, или тканевое, дыхание

Человек дышит атмосферным воздухом, в котором содержится 20,9 % кислорода, 0,03 % углекислого газа и 79 % азота. Когда человек выдыхает воздух, его состав уже другой: содержание кислорода в нем уменьшается и составляет 16,3 %, а углекислого газа, наоборот, увеличивается до 4 %. Количество азота не изменяется. За сутки в лёгкие поступает до 500 литров кислорода.

После того как воздух прошёл по воздухоносным путям и попал в лёгкие, в альвеолах происходит газообмен между ними и кровью.

В альвеолах кислорода всегда больше, чем в крови оплетающих их капилляров. Поэтому кислород перемещается оттуда, где его больше, туда, где его меньше (из альвеол в капилляры). Здесь кровь насыщается кислородом и становится артериальной.

Основным переносчиком кислорода ко всем клеткам организма является гемоглобин крови, содержащийся в эритроцитах.

Гемоглобин связывается с кислородом и превращается в оксигемоглобин. По большому кругу кровообращения артериальная кровь течёт к органам тела человека.

В тканяхоксигемоглобин распадается нагемоглобин и кислород. Далее кислород переходит из крови в тканевую жидкость, а затем в сами клетки.

Из клеток в тканевую жидкость выделяется углекислый газ, который далее попадает в кровь. И она из артериальной превращается в венозную. Углекислый газ переносится кровью в виде химических соединений, а также в связанном с гемоглобином состоянии.

Такое соединение называется карбгемоглобин. Током крови по малому кругу кровообращения углекислый газ переносится в лёгкие, где по описанным выше механизмам диффузии происходит обмен газов. Из крови, которая содержит большее количество углекислого газа, он проникает из капилляров в лёгкие.

Так происходит газообмен в нашем организме.

Лёгкие служат также органами выделения. С поверхности альвеол постоянно выделяется углекислый газ и испаряется вода, которая в виде пара поступает в альвеолы, а затем по дыхательным путям выводится из организма.

Итог урока. В грудной клетке человека располагаются левое и правое лёгкие. Снаружи они покрыты лёгочной плеврой. Лёгкие человека имеют альвеолярное строение. Основная функция лёгких – осуществление газообмена между внешней средой и организмом.  Газообмен в лёгких и тканях состоит из трёх этапов: лёгочное дыхание, транспорт газов кровью и тканевое дыхание.

Источник: //videouroki.net/video/28-stroieniie-lioghkikh-gazoobmien-v-lioghkikh-i-tkaniakh.html

Газообмен в легких и тканях кратко

Газообмен в легких и тканях кратко

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

Легкие

Газообмен в легких и тканях кратко

Легкие – парные органы, расположенные в грудной полости. Состоят из долей: правое легкое содержит три доли, левое – две. Легочная ткань состоит из пузырьков – альвеол, в которых происходит жизненно важный процесс – газообмен между кровью и атмосферным воздухом.

Легкое покрыто оболочкой – плеврой, которая переходит с поверхности легких на внутренние стенки грудной клетки. Между двумя листками плевры образуется плевральная полость, давление в которой отрицательное, что имеет принципиальное значения для актадыхания.

Газообмен в легких и тканях

Воздух перемещается по воздухоносным путям и, наконец, достигает мельчайшей структуры легкого – легочного пузырька, или альвеолы. Стенка альвеолы оплетена густой сетью капилляров – сосудов с тонкой стенкой, через которую происходит диффузия газов: из крови в альвеолу выходит углекислый газ, а в кровь из альвеолы поступает кислород.

Кислород, растворившийся в крови, по кровеносным сосудам достигает внутренних органов и тканей организма. Замечу, что перемещаясь по крови, газы образуют соединения с гемоглобином эритроцитов:

  • Кислород (O2) – оксигемоглобин
  • Углекислый газ (CO2) – карбгемоглобин
  • Угарный газ (CO) – карбоксигемоглобин

Соединение гемоглобина с угарным газом гораздо устойчивее, чем остальные: угарный газ легко выигрывает в конкуренции с кислородом и занимает его место. Этим объясняются тяжелые последствия отравлений угарным газом, который быстро скапливается при пожаре в замкнутом помещении.

По мере того, как кровь отдает углекислый газ и принимает кислород, из венозной крови (бедной кислородом) она превращается в кровь артериальную. В тканях происходит обратный процесс: клетки нуждаются в кислороде, необходимом для тканевого дыхания,а углекислый газ, побочный продукт обмена веществ, требует удаления из клетки в кровь.

Я часто спрашиваю учеников – “Что движет газом, что заставляет, к примеру, кислород перемещаться сначала из альвеолы в кровь, а в тканях – из крови к клеткам?” Запомните, что этой движущей силой является разность парциальных давлений газов.

Парциальным давлением газа называют ту часть от общего объема газа, которая приходится на долю данного газа. Не рекомендую вам заучивать таблицу, приведенную выше, но для понимания она весьма хороша.

Заметьте, парциальное давление кислорода в альвеоле 100-110, а в венозной крови капилляра, оплетающего стенку альвеолы, давление кислорода 40. Таким образом, кислород устремляется из области большего давления в область меньшего – из альвеолы в кровь.

Происходящие перемещения газов можно легко зафиксировать, измерив концентрацию газов во вдыхаемом и выдыхаемом человеком воздухе. Вероятно, многие из этих данных вам не пригодятся, но призываю вас запомнить, что в окружающем воздухе 21% кислорода и 0,03% углекислого газа – это важная информация.

Важное значение в транспорте газов имеет жидкость, покрывающая стенки альвеол – сурфактант. Изначально кислород растворяется в сурфактанте и только после этого диффундирует через стенку капилляра, попадая в кровь. Сурфактант также препятствует слипанию (спаданию) стенок альвеол во время выдоха.

Жизненная емкость легких

Одним из физиологически важных показателей является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ – максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.

Этот показатель весьма вариабельный, в среднем ЖЕЛ взрослого человека около 3500 см3. У спортсменов ЖЕЛ больше на 1000-1500 см3, а у пловцов может достигать 6500 см3. Чем больше ЖЕЛ, тем больше воздуха поступает в легкие и кислорода – в кровеносную систему, что очень важно для клеток тканей во время занятий споротом.

ЖЕЛ легко измеряется с помощью специального прибора – спирометра (от лат. spirare – дышать).

Механизм легочного дыхания

Между наружной поверхностью легкого и стенками грудной клетки имеется плевральная полость, которая играет важнейшую роль в процессе вдоха и выдоха, а также уменьшает трение легких при дыхательных движениях.

Давление в плевральной полости всегда ниже на 5-7 мм. рт. ст. атмосферного давления, поэтому легкие постоянно находятся в расправленном состоянии, скреплены через плевру со стенками грудной полости.

Вообразите: легкое подтягивается к плевре, которая скреплена с грудной клеткой. А грудная клетка постоянно совершает дыхательные движения, расширяясь и сужаясь, таким образом, легкое следует за дыхательными движениями грудной клетки.

Остается разобраться, как происходят эти дыхательные движения? Причина этому – сокращения и расслабления межреберных мышц, в результате которых грудная клетка соответственно – поднимается и опускается. Сейчас мы детально обсудим механизм вдоха и выдоха.

При вдохе межреберные мышцы сокращаются, при этом ребра поднимаются, и грудина отодвигается вперед – грудная клетка расширяется в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма – дыхательная мышца, во время вдоха сокращается и опускается вниз: грудная клетка расширяется в вертикальном направлении.

При выдохе все происходит наоборот: межреберные мышцы расслабляются, при этом ребра опускаются, и грудина отодвигается назад – грудная клетка сужается в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма во время выдоха расслабляется и поднимается вверх: грудная клетка сужается в вертикальном направлении. Благодаря этим движением осуществляется вдох и выдох.

Можем ли мы брать под контроль свое дыхание? Легко. Но ведь мы далеко не всегда его контролируем даже в течение дня, не говоря о ночи. Процессом дыхания управляет дыхательный центр, расположенный в продолговатом отделе головного мозга. Это центр обладает автоматией – периодически импульсы сами поступают к дыхательным мышцам, к примеру – во время сна.

Состав крови сильно влияет на интенсивность дыхания. В многочисленных опытах было выявлено, что увеличение концентрации CO2 возбуждает дыхательный центр. Этим можно объяснить учащение дыхания во время физической нагрузки, к примеру, бега, когда в клетках мышц ног идет активное образование CO2 и поступление его в кровь, дыхание учащается рефлекторно.

Рефлекторную регуляцию дыхания наиболее ярко доказывает опыт с перекрестным кровообращением, при котором соединены кровеносные системы двух собак. При пережатии трахеи у первой собаки останавливается дыхание, и углекислый газ перестает удаляться из крови – его концентрация в крови возрастает, что приводит к возникновению одышки (учащенного дыхания) у второй собаки.

Пневмоторакс

В норме давление в плевральной полости отрицательное, оно обеспечивает растяжение легких. Однако при ранениях грудной клетки целостность плевральной полости может нарушаться: в таком случае давление в полости становится равным атмосферному.

Нарушение целостности плевральной полости называют – пневмоторакс (от др.-греч. πνεῦμα — дуновение, воздух и θώραξ — грудь). При наступлении пневмоторакса легкие спадаются и перестают участвовать в дыхании.

Горная и кессонная болезни

Альпинисты и любители горных походов (особенно новички) часто сталкиваются с горной болезнью. Это состояние возникает из-за того, что при подъеме на высоту парциальное давление кислорода падает, и его концентрация в крови не соответствует потребностям организма – ниже, чем должна быть.

Поначалу горная болезнь проявляется эйфорией (беспричинной радостью) и учащением пульса. Если покорение горных вершин продолжается, то к этим симптомам постепенно присоединяется апатия (состояние равнодушия), мышечная слабость, судороги и головная боль.

Что же делать, спросите вы? Необходимо немедленно прекратить дальнейший подъем, при усилении симптомов – начать спуск. Лучше всего предупредить горную болезнь, следуя правилу – не увеличивать высоты ночевки более чем на 300-600 метров.

Кессонная болезнь возникает у водолазов, связана с увеличением парциального давления газа – азота, которое возникает при погружении под воду. Существует закономерность: чем глубже водолаз опускается, тем больше становится растворенного в крови азота. В чем же опасность того, что азот растворяется в крови?

При резком быстром подъеме растворимость азота в крови понижается, и кровь буквально вскипает. Только представьте, в сосудах возникают настоящие пузыри газа! Они могут закупорить сосуды легких, сердца, других внутренних органов, в результате чего кровообращение остановится, и последствия могут быть самыми печальными, вплоть до летального исхода.

Как же предупредить кессонную болезнь? Можно использовать в дыхательной смеси вместо азота газ гелий, который не приводит к таким последствиям. Также необходимо придерживаться правила постепенного подъема, с остановками, избегать резкого всплытия.

Источник: //studarium.ru/article/90

Газообмен в легких и тканях

Газообмен в легких и тканях кратко

Учебник для 8 класса

Газообмен в легких. Вдыхаемый человеком воздух и выдыхаемый сильно различаются по составу. В атмосферном воздухе содержание кислорода доходит до 21%, углекислого газа — 0,03—0,04%. В выдыхаемом воздухе количество кислорода снижается до 16%, зато углекислого газа становится больше — 4—4.5%. Что же происходит с воздухом в легких?

Вы помните, что альвеолы легких образуют огромную поверхность. Все альвеолы окутаны кровеносными капиллярами, в которые по малому кругу кровообращения поступает венозная кровь из сердца. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие. Кровь, которая попадает в легкие, бедна кислородом и насыщена углекислым газом.

Воздух в легочных альвеолах, наоборот, богат кислородом, а углекислого газа в нем значительно меньше. Поэтому в соответствии с законами осмоса и диффузии кислород из легочных альвеол устремляется в кровь, где соединяется с гемоглобином эритроцитов. Кровь приобретает алую окраску. Углекислый газ из крови, где он содержится в избытке, проникает в легочные альвеолы.

Из венозной крови в легочные альвеолы выделяется также вода, которая в виде пара при выдохе удаляется из легких.

Газообмен в тканях. В органах нашего тела постоянно происходят окислительные процессы, на которые расходуется кислород. Поэтому концентрация кислорода в артериальной крови, которая поступает в ткани по сосудам большого круга кровообращения, больше, чем в тканевой жидкости.

В результате кислород свободно переходит из крови в тканевую жидкость и в ткани. Углекислый газ, который образуется в ходе многочисленных химических превращений, наоборот, переходит из тканей в тканевую жидкость, а из нее в кровь. Таким образом кровь насыщается углекислым газом.

Дыхательные движения. Газообмен в организме возможен только при условии постоянной смены воздуха в легких. Поэтому дыхание происходит постоянно. Вдохнув первый раз во время рождения, человек дышит всю жизнь. Дыхательный цикл складывается из вдоха и выдоха, которые ритмично следуют один за другим.

В легких нет мышц, которые могли бы попеременно сжимать и расширять их. Легкие растягиваются пассивно, следуя за движениями стенок грудной полости. Дыхательные движения совершаются с помощью дыхательных мышц. В выдохе и вдохе участвуют две группы мышц.

Основные дыхательные мышцы — это межреберные мышцы и диафрагма.

При сокращении наружных межреберных мышц ребра поднимаются, а диафрагма, сокращаясь, становится плоской. Поэтому обьем грудной полости увеличивается. Легкие, следуя за стенками грудной полости, расширяются, давление в них уменьшается и становится ниже атмосферного. Поэтому воздух по воздухоносным путям устремляется в легкие — происходит вдох.

При выдохе внутренние межреберные мышцы опускают ребра, диафрагма расслабляется и становится выпуклой.

Ребра под действием собственного веса и сокращения внутренних межреберных мышц, а также мышц живота, которые прикрепляются к ребрам, опускаются.

Грудная полость возвращается в исходное состояние, легкие уменьшаются в обьеме, давление в них увеличивается, становится чуть выше атмосферного. Поэтому избыток воздуха выходит из легких – происходит выдох.

Так осуществляются спокойный вдох и выдох. В глубоком вдохе принимают участие мышцы шеи, стенок грудной полости и живота.

Дыхательные движения совершаются с определенной частотой: у подростков — 12—18 в минуту, у взрослых — 16—20.

Жизненная емкость легких. Важным показателем развития органов дыхания является жизненная емкость легких. Это наибольший объем воздуха, который может выдохнуть человек после глубокого вдоха. Ее измеряют с помощью специального прибора — спирометра. У взрослого человека жизненная емкость в среднем составляет 3500 мл.

У спортсменов этот показатель обычно на 1000—1500 мл больше, а у пловцов может достигать 6200 мл. При большой жизненной емкости легкие лучше вентилируются, организм получает больше кислорода.

У тучных людей жизненная емкость легких на 10—11% меньше, поэтому у них обмен газов в легких понижен.

Регуляция дыхания. Деятельностью дыхательной системы управляет дыхательный центр. Он расположен в продолговатом мозге. Идущие отсюда импульсы координируют мышечные сокращения при вдохе и выдохе. От этого центра по нервным волокнам через спинной мозг поступают импульсы, которые вызывают в определенном порядке сокращение мышц, ответственных за вдох и выдох.

Возбуждение самого центра зависит от возбуждений, идущих от различных рецепторов, и от химического состава крови. Так, прыжок в холодную воду или обливание холодной водой вызывает глубокий вдох и задержку дыхания.

Резко пахучие вещества также могут вызвать задержку дыхания. Это связано с тем, что запах раздражает обонятельные рецепторы в стенках носовой полости. Возбуждение передается в дыхательный центр, и его деятельность затормаживается.

Все эти процессы осуществляются реф-лекторно.

Слабое раздражение слизистой оболочки полости носа вызывает чихание, а гортани, трахеи, бронхов— кашель. Это защитная реакция организма. При чихании, кашле инородные частицы, попавшие в дыхательные пути, удаляются из организма.

В дыхательном центре находятся клетки, чувствительные к малейшему изменению содержания углекислого газа в межклеточном веществе. Избыток углекислого газа возбуждает дыхательный центр, это, в свою очередь, вызывает учащение дыхания. Лишний углекислый газ быстро удаляется, и, когда его концентрация возвращается к норме, частота дыхания снижается.

Как вы видите, регуляция дыхания происходит рефлекторно, но под контролем коры полушарий большого мозга. Это легко доказать; ведь каждый из нас может по собственному желанию изменить частоту дыхательных движений.

Краткая история курения

Один из самых распространенных пороков человека — курение табака — имеет 500-летнюю историю. В Европу листья и семена табака были привезены из Америки моряками экспедиции Христофора Колумба.

Сначала табак был объявлен всеисцеляющей лечебной травой.

Вот как описывались его чудодейственные свойства в одной испанской книге: «Табак вызывает сон, избавляет от усталости, успокаивает боль, вылечивает головную боль…»

Поэтому нет ничего удивительного в том, что уже в XVI в. табак прочно завладел аристократическими салонами. Особенно популярным стало курение в XVII и XVIII вв. Мужчины, женщины и молодые люди начали курить, нюхать и жевать табак.

Рекомендуемый вначале как лекарственное средство, табак, однако, очень скоро приобрел плохую славу. Борьбу с табакокурением начала испанская королева Изабелла.

Ее примеру последовал французский король Людовик XIV, а русский царь Михаил Федорович Романов приказал отрезать нос каждому, кто курит. Однако уже ничто не могло остановить распространение этой «дымящейся отравы».

Курение табака превратилось в новую статью дохода для многих торговцев. Приблизительно в середине XVIII в. в Бразилии начали делать папиросы, а в начале XIX в. — производить сигареты.

Так за сравнительно короткое время были созданы все условия для быстрого распространения курения табака. Этот порок постепенно охватил все слои населения. В настоящее время курение — самый распространенный вид наркомании во всем мире.

Состав табачного дыма и его действие на организм

Для тканей легких очень опасно курение. Ведь смола, образующаяся при сгорании табака и бумаги, не может выводиться из легких и в течение многих лет оседает на стенках воздухоносных путей, буквально убивая клетки их слизистой оболочки. Легкие курильщика теряют свой естественный розовый цвет, становятся черными.

Такие легкие чаще подвержены различным заболеваниям, в том числе и онкологическим. В настоящее время наука располагает тысячами доказательств, подтверждающих тот факт, что табак содержит губительные для организма человека вещества.

Их около 400! Вредные вещества, содержащиеся в табачном дыме, могут быть объединены в четыре группы: ядовитые алкалоиды, раздражающие вещества, ядовитые газы, канцерогенные вещества.

Одним из самых известных веществ является никотин, получивший свое название по имени французского посланника в Лиссабоне Ж. Нико, который во второй половине XVI в. преподнес Марии Медичи эту «всеисцеляющую» травку для лечения мигрени.

Никотин содержится в листьях различных растений: табака, индийской конопли, польского хвоща, некоторых плаунов и др. Одной капли чистого никотина (0,05 г) достаточно, чтобы умертвить человека.

Никотин из крови матери легко проникает через плаценту в кровеносную систему плода.

В табачных листьях, кроме никотина, содержится еще 11 алкалоидов, важнейшие из которых: норникотин, никотирин, никотеин, никотимин. Все они сходны с никотином по строению и свойствам и поэтому имеют похожие названия.

Печальная статистика раковых заболеваний курильщиков достаточно красноречива.

Канцерогенным действием обладают различные ароматические углеводороды, которые содержатся в табачном дыму (например, бензопирен), некоторые содержащиеся в дыму фенолы, а также нитрозамин, гидразин, винилхлорид и др. Из неорганических веществ — это в первую очередь соединения мышьяка и кадмия, радиоактивный полоний, олово и висмут-210.

Из табачного дыма выделен десяток веществ, оказывающих раздражающее действие на слизистую оболочку. Наиболее важным из них является ненасыщенный альдегид пропеналь. Он обладает высокой химической и биологической активностью, вызывая у курильщиков кашель.

В газовой фракции табачного дыма содержится большое число неорганических соединений, обладающих высокой химической и биологической активностью, таких как оксид углерода, сероводород, цианид водорода и др.

  • Типы дыхания у женщин и мужчин несколько различаются. У мужчин брюшной тип дыхания, т. е.

    они дышат главным образом за счет сокращений диафрагмы. У женщин грудной тип дыхания: они дышат благодаря сокращениям межреберных мышц. Видимо, это связано с тем, что в период беременности дышать, сдвигая диафрагмой матку вместе с плодом, затруднительно.

  • Даже после самого усиленного выдоха в альвеолах остается около 1000 см3 воздуха, необходимого для того, чтобы легочные пузырьки не слиплись.
  • Зевота — это долгий вдох и следующий за ним долгий постепенный выдох.

    Причина зевоты заключается в том, что организм, готовясь ко сну, как следует вентилирует легкие, насыщая кровь кислородом.

  • В окружающем нас воздухе обитают десятки видов бактерий и других микроорганизмов, и далеко не все они безвредны для людей.

    Особенно много возбудителей болезней в тех местах, где собирается много людей: на городских площадях, в магазинах, в транспорте. В последние годы в мире заметно возросла заболеваемость туберкулезом. Казалось бы, антибиотики почти уничтожили эту страшную болезнь, унесшую в XIX в. столько жизней.

    Но в наши дни туберкулезом заражены около двух миллиардов человек по всей Земле.

    Это связано с тем, что у туберкулезной палочки выработалась устойчивость ко многим лекарствам — антибиотикам, а кроме того, в трущобах гигантских городов плотность населения превысила все разумные пределы, что очень упрощает передачу бактерий и вирусов от человека человеку воздушно-капельным путем.

  • В 1918—1919 гг. от всемирной эпидемии гриппа, названного в России «испанкой», на Земле умерло около 50 млн людей, а это больше, чем человечество потеряло во время Первой мировой войны. А ведь вирусы гриппа также передаются от человека человеку через дыхательные пути.
  • Когда больной гриппом или другим недугом чихает, микроскопические капельки слюыы и слизи, содержащие бактерии и вирусы, летят на расстояние до 10 м, причем некоторое время эти капельки способны «висеть» в воздухе, заражая окружающих.

Проверьте свои знания

  1. Расскажите, какие процессы происходят в легочных альвеолах.
  2. Каков механизм газообмена в тканях?
  3. Каким образом совершаются дыхательные движения?

Подумайте

  1. Чем отличается легочный газообмен от тканевого?
  2. Что выгоднее для ныряльщика — сделать перед погружением несколько вдохов и выдохов или набрать в легкие как можно больше воздуха?

В альвеолах легких происходит газообмен: кровь насыщается кислородом и выделяет углекислый газ.

В тканях происходит обратный процесс. Вентиляция легких происходит благодаря вдоху и выдоху, которые осуществляются при сокращении и расслаблении диафрагмы и межреберных мышц. Деятельностью дыхательной системы руководит нервная система.

Изменение концентрации углекислого газа в крови влияет на частоту дыхательных движений.

Источник: //tepka.ru/biologiya_8/28.html

WikiMedSpravka.Ru
Добавить комментарий