МЕХАНІЗМ ДИХАННЯ. ГАЗООБМІН

Грудна клітина людини за хвилину здійснює 16-20 дихальних рухів. Ритмічну діяльність дихальних м'язів забезпечує цент­ральна нервова система. Дослідження показали,іцо після уколу голкою в певну точку дна IV шлуночка, який знаходиться у довгастому мозку, дихання зупиняється. Цю частину довгас­того мозку називають дихальним центром. Дихальний центр є не рефлекторним, а автоматичним: збудження у ньому виникає автоматично. Дихальний центр двосторонній. Кожна його поло­вина складається з центру вдиху і видиху. Імпульси з дихаль­ного центра йдуть до вторинних дихальних центрів, розміщених у спинному мозку; а від них - до дихальних м'язів, викликаючи їх скорочення. Вдих викликає розширення і рудної клітини в усіх напрямках. У вертикальному напрямі вона збільшується швдяки скороченню м'язів діафрагми, яка. опускаючись, підтискує вниз і вперед органи черевної порожнини. Збіл ьшення бічних і передньо-задніх розмірів грудної клітки відбувається під впливом скорочення зовнішніх міжребрерних м'язів, а при посиленому диханні і допоміжних дихальних м'язів. Вони підіймають і дещо повертають ребра, які відводяться в різні (іоки, а їх передні кінці разом з грудиною заносяться вперед.

При видиху вказані дихальні м'язи розслабляються, грудна Клітка пасивно повертається до попереднього стану, а повітря иі і тискається із легень. Однак при посиленому видиху у звужен­ні грудної клітини беруть участь як внутрішні так і інші м'язи.

Гип дихання може змінюватись: при фіксації м'язів тулуба дихання відбувається за рахунок діафрагми, а під час Вагітності - за рахунок міжребрових м'язів.

На забезпечення організму киснем впливає і висота иі мосферного тиску. Організм людини більш чутливий до пониження, ніж до підвищення атмосферного тиску. На висоті 5(> гис. метрів над рівнем моря, коли атмосферний тиск шижується приблизно наполовину, виникає кисневе голоду- нання тканин, тобто розвивається явище т.зв. гірської, або мисотної хвороби. Явище цієї хвороби слабше виражені у іренованих осіб, а також, коли підйом здійснюється поступово, що дає можливість організмові пристосуватись до нових умов (ібільшення еритроцитів - переносять кисень до тканин тощо).

Газообмін в легенях. Стінки легеневих альвеол скла­даються з одношарового плоского епітелію. Альвеоли обплітаються густою сіткою легеневих капілярів. Загальна поверхня альвеол складає 100 м², що в 50 разів перевищує поверхню тіла. Стінки альвеол тонкі і вологі, що дозволяє ипам легко дифундувати згідно простому фізичному закону дифузії. Напрям і швидкість діфузії визначається парціальним іиском газу або його напругою.

Парціальним тиском називають ту частину загального гис ку газової суміші, яка приходигься на даний газ. Так, якщо щмосферний тиск складає 750 мм рт. ст.. і в повітрі міститься Ч) 96% кисню, 0,03% СО, і 79,01% азоту, то можна легко Вирахувати парціальний тиск кожного газу окремо. 100% суміші газів має тиск 760 мм рг. ст., 20.96⁽⁾п кисню: 760 х 20.96^л

X = 100 = 159 мм рт. Ст.

Так само розрахований парціальний гиск СО, складає 0,2^і мм рт. ст. і азоту 600,8 мм рт. ст. Знаючи склад альвеоляр­ного повітря, можна розрахувати парціальний тиск газів в легенях. Парціальний тиск 0_?в альвеолах дорівнює 102; СО, - 40; азоту - 571 і водних парів 47 мм рт. ст.

Газообмін відбувається між альвеолярним (а не вдихуваним) повітрям і венозною кров'ю легеневих капілярів. Він здійснюється шляхом дифузії газів, в основі якої лежить різниця напруження їх по обидві сторони альвеолярної стінки. Напруження, або альвеолярний тиск кисню в альвеолярному повітрі дорівнює тискові у 100 мм рт. ст., а у венозній крові легеневих капілярів тільки 40 мм рт. ст. Напруження вуглекислого газу, навпаки, вище у венозній крові, ніж у альвеолярному повітрі.

Газообмін у тканинах. Кров в легенях з венозної перетворюється у артеріальну, збагачену киснем і бідну на вуглекислий газ. Артеріальна кров направляється до тканин, де в результаті безперервних окислювальних процесів споживається 0₂ і утворюється СО_г У тканинах напруга О, близька до 0, а "напруга С0₇ - 60 мм рт. ст. У силу різниці тиску вуглекислий газ з тканин дифундує у кров, а кисень - до тканин. Кров стає венозною і по венах надходить у легені, де цикл обміну газів повторюється.

Людина у стану спокою за хвилину споживає в середньому 250 мл кисню і виділяє при цьому 200 мл вуглекислого газу. Гази дуже слабо розчиняються в рідинах. Так, 100 мл крові можуть фізично розчинити 0,3 мл 0₂; 2,7 мл СО, і 1 мл

Це означає, що для транспортування потрібної кількості газів необхідна дуже швидка циркуляція крові, або рідин, які в ній містяться і мають здатність їх зв'язувати. Еволюція пішла по іншому шляху. У крові з'явилась дивна речовина - гемогло­бін, яка може хімічно зв'язувати як кисень так і вуглекислий газ, і крім того підтримувати постійну реакцію крові.

В 100 мл артеріальної крові знаходиться 20 мл 0₂, 52 мл С0₂ і 1 мл ІЧ_Г Одна молекула гемоглобіну приєднує 4 молекули 0₂, при цьому гемоглобін перетворюється в оксигемоглобін, а кров венозна стає артеріальною. Ця реакція зворотна. В легенях гемоглобін насичується киснем і перетворюється в оксигемоглобін; в тканинах кисень звільняється. На хід реакції впливає тиск СО,. Якщо у тканинах збільшується утворення СО,, то прискорюється розщеплення гемоглобіну. В капілярах легень знижується напруга С0₂, так як газ переходить в альвеоли. Це допомагає перетворенню гемоглобіну в оксигемоглобін. Кожний грам гемоглобіну здатний зв'язати 1,34 мл О_г У крові в нормі знаходиться близько 15 г гемоглобіну. Отже, максимальна кількість О,, яку може адсорбувати 100 мл крові дорівнює 20,1 мл.

Гемоглобін має здатність з'єднуватись не тільки з киснем, а й іншими газами. Особливе значення має його здатність хімічно зв'язувати окис вуглецю або чадний газ - СО, що є продуктом неповного згорання вугілля або рідкого палива. З ним гемоглобін утворює сполуку в 150-300 разів міцнішу ніж з киснем.

Вона може дисоціювати, але дуже повільно. Тому навіть ири незначній кількості окису вуглецю в повітрі гемоглобін замість кисню з'єднується з чадним газом і перетворюється в карбоксигемоглобін. При цьому рух кисню до клітин зупиняється і, якщо не будуть вчасно прийняті заходи безпеки (виніс людини на свіже повітря, в тяжких випадках замінне переливання крові), то людина гине від задухи. Вуглекислий газ, який утворився в тканинах у силу різниці напруги дифундує в плазмі крові, а з неї в еритроцити. В еритроцитах приблизно 10% С0₂ з'єднується з гемоглобіном і утворює нестійке хімічне з'єднання карбогемоглобіну.

Інша частина з'єднується з водою і перетворюється в вугільну кислоту. Ця реакція прискорюється у 1500 разів особливим ферментом, який знаходиться в еритроцитах - вугільною ангидразою. Реакція зворотна. В капілярах тканин вугільна ангидраза сприяє синтезу вугільної кислоти (хімічному з'єднанню С0₂), і проходить зліва направо. В легеневих капілярах, де напруга С0₂ порівняно низька, реакція йде з права наліво, при чому утворюється вода і вуглекислий газ.

Вугільна кислота в капілярах тканин реагує з іонами натрію і калію і утворює бікарбонати.

Так вуглекислий газ транспортує до легенів у фізично розчиненому вигляді і в нестійкому хімічному з'єднанні (у вигляді карбогемоглобіну) вугільної кислоти і бікарбонатів натрію і калію. Дві третини його знаходяться в плазмі і одна третина в еритроцитах.

А що відбувається при палінні?

Шкідливий вплив паління пов'язаний з компонентами, які містяться в тютюновому димі: нікотин, чадний газ, дьоготь та інші шкідливі речовини. Чадний газ СО, потрапляючи в організм іри палінні, з'єднується з гемоглобіном, який має в 220 разів більшу здатність до з'єднання з СО, чим з киснем. У тих хто багато палить, рівень карбоксигемоглобину може сягати ІЗ СО впливає на збільшення агрегації тромбоцитів і може сприя утворенню тромбу.

Уважно спостерігаючи за рухом грудної клітини і живоіі можна визначити тип дихання, його частоту, глибигну, рит< Тип дихання може бути грудним, черевним, або змішаним.

Грудний тип дихання. Дихальні рухи грудної кліти здійснюються за рахунок скорочення міжребрових м'яізів. Ш цьому грудна клітина під час вдиху розширюється і підіймаєте ся, а під час видиху звужується, і трохи опускається!. Таки! тип дихання ще називають ребровим. Він зустрічається у жіно

Черевний тип дихання. Дихальні ру&и при ньому здійсЗ нюються діафрагмою: під час вдиху вона скорочується опускається, сприяючи збільшенню негативного тиску грудній порожнині і швидкому заповненню легенів повітря Одночасно в зв'язку зі збільшенням внутрішнього черевног тиску зміщується вперед черевна стінка. Під час видих відбувається розслаблення діафрагми і її підйом, щ супроводжується зміщенням стінки живота в початкові положення. Цей тип дихання називають також дїафраг мальним. Він частіше зустрічається у чоловіків. Змішаний тип дихання. Дихальні рухи здійснюються заі рахунок скорочення міжребрових м'язів і діафрагми. Це можна спостерігати у людей похилого віку і при деяких паталогічни станах дихального апарату й органів черевної порожнини Наприклад, у жінок при сухих плевритах, міозиті, грудному радикуліті скорочувальна функція міжребрових м'язів знижуюється і дихальні рухи здійснюються з додатковою допомогою діафрагми. У чоловіків змішане дихання може бути прн слабкому розвитку м'язів діафрагми, при виразці шлунка або дванадцятипалої кишки.

Поиск по сайту: