Глава iv. физиология системы дыхания

Содержание:

Розовые, как в детстве
Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)
Связь с внешним миром
Альвеолы
Гортань
Распространенное патологическое дыхание
Строение и функции органов дыхания
- Функции дыхательной системы
Что такое клеточное дыхание
Что такое дыхание
Тест на тему: «Дыхание растений»
- - Информация
  - Результаты
Недыхательные функции легких
Общая информация
Сурфактантная система легких
Что такое дыхание
Очистка крови и детоксикация
Система защиты
Диффузия газов в легких
Транспорт кислорода в организме

Розовые, как в детстве

У детей ткань легких бледно-розового цвета, а у взрослых она постепенно темнеет за счет вдыхаемых частиц пыли, которые откладываются в соединительной ткани

Следует обратить внимание, что, в отличие от большинства других частей организма, вены легких несут красную, обогащенную кислородом кровь, а артерии — темную кровь, насыщенную углекислотой. Легкие обильно снабжены нервами и лимфатическими сосудами

Венозная кровь из вен печени присоединяется к нижней полой вене около правой половины сердца, принося печеночные метаболиты непосредственно к легким. Вместе с кровью сюда поступает множество метаболически активных веществ и не менее значимый объем таких соединений выделяется легкими.

Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. Кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках практически нет свободного кислорода.

Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.

В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.

Связь с внешним миром

Легкие обеспечивают связь между окружающей средой и организмом. Здесь осуществляется газообмен между воздухом, находящимся в альвеолах, и кровью, протекающей по легочным капиллярам. Полная емкость легких составляет приблизительно 5000 мл, а после спокойного выдоха в них остается примерно 3000 мл. Максимально глубокий вдох составляет около 2000 мл, а обычный — 400–500 мл. Эти показатели значительно варьируют у разных индивидов.

При вдохе давление в легких ниже атмосферного, а при выдохе — выше, что дает возможность воздуху проникать извне. Рецепторы, с помощью которых происходит регуляция дыхания, располагаются в крупных артериях — в области дуги аорты и общей сонной артерии. Хеморецепторы реагируют на концентрацию углерода диоксида и, в меньшей степени, кислорода.

На стенках бронхов расположены барорецепторы, реагирующие на давление. Дыхание регулируется скоплениями нервных клеток в стволе головного мозга (продолговатый мозг и мост). Легкие — органы воздушного дыхания у человека, обеспечивающие кислородом все органы и ткани.

Альвеолы

Воздух доставляется через трахеобронхиальное дерево, начинающееся с трахеи и далее разветвляющееся на главные, долевые, сегментарные и дольковые бронхи, концевые бронхиолы, альвеолярные бронхиолы и альвеолярные ходы. Только около 2⁄3 дыхательного объема достигает альвеол. Они состоят из соединительной ткани и эластичных волокон, выстланы тонким прозрачным эпителием и оплетены сетью кровеносных капилляров.

В альвеолах происходит газообмен между кровью и атмосферным воздухом. При этом кислород и углекислый газ проходят в процессе диффузии путь от эритроцита крови до альвеолы. Общая площадь внутренней поверхности альвеол меняется между выдохом и вдохом от 40 до 120 м².

Гортань

Гортань — один из отделов воздухоносных путей. Сюда из носовых ходов через глотку поступает воздух. В стенке гортани есть несколько хрящей: щитовидный, черпаловидный и др. В момент глотания пищи мышцы шеи поднимают гортань, а надгортанный хрящ опускается и закрывается гортань. Поэтому пища поступает только в пищевод и не попадает в трахею.

В узкой части гортани расположены голосовые связки, посредине между ними находится голосовая щель. При прохождении воздуха голосовые связки вибрируют, производя звук. Образование звука происходит на выдохе при управляемом человеком движении воздуха. В формировании речи участвуют: носовая полость, губы, язык, мягкое нёбо, мимические мышцы.

Распространенное патологическое дыхание

Нарушение в дыхании может происходить из-за ряда патологий, которые приводят к нарушениям вентиляции легких и кровообращению. Например, сахарный диабет, почечная недостаточность и различные травмы.

В итоге человек начинает чувствовать слабость и падать в обмороки. Артериальное давление скачет, кислорода не хватает (или его слишком много), а по ночам дыхание вовсе может останавливаться.

Эксперты выделяют несколько патологических состояний:

Остановка дыхания — происходит по ряду причин. Черепно-мозговые травмы, паралич дыхательных путей, отравление ядом. У некоторых людей, которые страдают от храпа происходит провисание верхних дыхательных путей, что приводит к остановке дыхания во сне.
Одышка — ощущение, что тебе не хватает воздуха. Чаще всего происходит после тяжелых физических упражнений. Но при нарушении работы сердца, одышка может проявиться и в положении лежа. В таких случаях больному приходится принимать вертикальное положение.
Дыхание загнанного зверя — оно частое и поверхностное. Возникает в период нервного напряжения, при отравлении угарным газом, анемии, лихорадке и болезней крови. Также его можно вызвать искусственно, если предстоит долгая задержка дыхания.
Урежение дыхания — такую патологию вызывает повышенное внутричерепное давление, уремия, кома, некоторые инфекционные заболевания и сильное отравление. В таких случаях человек не может полноценно дышать самостоятельно и его подключают к специальному аппарату.

Но перечисленные патологии могут не только встречаться по отдельности, но и образовывают патологические типы внешнего дыхания.

Строение и функции органов дыхания

Необходимым условием жизнедеятельности организма является постоянный газообмен между организмом и окружающей средой. Органы, по которым циркулируют вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат. Систему органов дыхания образуют носовая полость, глотка, гортань, трахея, бронхи и лёгкие. Большинство из них представляют собой воздухоносные пути и служат для проведения воздуха в лёгкие. В лёгких и происходят процессы газообмена. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разносится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при котором освобождается необходимая организму энергия. Конечные продукты распада — углекислота и частично вода — выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания.

Название отдела	Особенности строения	Функции
Воздухоносные пути
Полость носа и носоглотка	Извилистые носовые ходы. Слизистая снабжена капиллярами, покрыта мерцательным эпителием и имеет много слизистых железок. Есть обонятельные рецепторы. В полости носа открываются воздухоносные пазухи костей.	Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха. Задерживание и удаление пыли. Уничтожение бактерий. Обоняние. Рефлекторное чихание. Проведение воздуха в гортань.
Гортань	Непарные и парные хрящи. Между щитовидным и черпаловидными хрящами натянуты голосовые связки, образующие голосовую щель. Надгортанник прикреплён к щитовидному хрящу. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, покрытой мерцательным эпителием.	Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха. Надгортанник при глотании закрывает вход в гортань. Участие в образовании звуков и речи, кашле при раздражении рецепторов от попадания пыли. Проведение воздуха в трахею.
Трахея и бронхи	Трубка 10–13 см с хрящевыми полукольцами. Задняя стенка эластичная, граничит с пищеводом. В нижней части трахея разветвляется на два главных бронха. Изнутри трахея и бронхи выстланы слизистой оболочкой.	Обеспечивает свободное поступление воздуха в альвеолы лёгких.
Зона газообмена
Лёгкие	Парный орган — правое и левое. Мелкие бронхи, бронхиолы, легочные пузырьки (альвеолы). Стенки альвеол образованы однослойным эпителием и оплетены густой сетью капилляров.	Газообмен через альвеолярно-капилярную мембрану.
Плевра	Снаружи каждое лёгкое покрыто двумя листками соединительнотканной оболочки: легочная плевра прилегает к лёгким, пристеночная — к грудной полости. Между двумя листками плевры — полость (щель), заполненная плевральная жидкостью.	За счёт отрицательного давления в полости осуществляется растягивание лёгких при вдохе. Плевральная жидкость уменьшает трение при движении лёгких.

Функции дыхательной системы

Обеспечение клеток организма кислородом О₂.
Удаление из организма углекислого газа СО₂, а также некоторых конечных продуктов обмена веществ (паров воды, аммиака, сероводорода).

Что такое клеточное дыхание

Клеточное дыхание — это процесс, посредством которого биохимическая энергия превращается в энергию в АТФ. Это универсальный процесс, наблюдаемый во всех организмах, живущих на земле. Это устраняет углекислый газ и воду как отходы. Углеводы, белки и жиры сначала превращаются в глюкозу, а затем используются в клеточном дыхании. АТФ служит основной валютой клеточной энергии. Клеточное дыхание происходит в три этапа: гликолиз, цикл Кребса и цепь переноса электронов.

гликолиз

Первым этапом клеточного дыхания является гликолиз, при котором глюкоза (С6) расщепляется на две молекулы пирувата (С3). Это происходит в цитоплазме.

Цикл Кребса

Второй этап клеточного дыхания — цикл Кребса. Другими названиями цикла Кребса являются цикл лимонной кислоты и цикл ТСА. Это происходит внутри митохондриальной матрицы у эукариот. Следовательно, две молекулы пирувата импортируются в митохондрии. У прокариот это происходит в самой цитоплазме. Затем пируват подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием ацетил-КоА, который, в свою очередь, соединяется с оксалоацетатом (С4), образуя цитрат (С6). Наконец, весь ацетил-КоА превращается в углекислый газ, 6NADH, 2FADH₂и 2ATP.

Электронная транспортная цепь

Третьим этапом клеточного дыхания является цепь транспорта электронов. Окислительное фосфорилирование является механизмом цепи переноса электронов, и ферменты в митохондриальных кристах управляют этим. Это помогает в производстве 30 АТФ путем окисления NADH и FADH₂, Процесс полного клеточного дыхания показан на Рисунок 1.

Рисунок 1: Клеточное дыхание

Что такое дыхание

Удивительно, как по-разному устроено дыхание у разных живых существ! Животные, живущие в воде, дышат поверхностью тела и жабрами. У насекомых воздух к тканям проводят многочисленные трубочки-трахеи, которыми плотно покрыто тело.

Дыхание человека – вообще нечто завораживающее! Это не просто поступление в организм кислорода и выделение углекислого газа, а сложный процесс, который включает:

Внешнее дыхание, то есть обмен газами между окружающей средой и кровью.
Транспорт газов кровью.
Окисление органических веществ посредством полученного кислорода (тканевое дыхание). В результате этого процесса в клетках освобождается энергия, благодаря которой организм живет.

А теперь подробнее о внешнем и тканевом дыханиях.

Внешнее дыхание. Функцию внешнего дыхания человека обеспечивает дыхательная система. 98% газообмена между внешней средой и кровью происходит в альвеолах легких, еще 2% кислорода поступает через кожу. Альвеолы – пузырьки, оплетенные сетью капилляров. Располагаются гроздьями. Несмотря на то, что они крошечные, площадь их поверхности примерно в 50 раз (!) больше площади человека.

Только представьте, как работают эти многочисленные мельчайшие пузырьки, наполненные воздухом! Более 700 миллионов альвеол (у каждого легкого их около 375 миллионов) усваивают через свои дыхательные клетки кислород, доставленный к ним по респираторным путям. Из альвеол этот газ заходит в клетки покрывающих их капилляров. Сосуды в обмен отдают углекислый газ, который поступает в воздух внутри альвеол. Такой газообмен происходит пассивно, из-за разницы содержания кислорода в воздухе и крови.

Легкие, кстати, потому и легкие, что у них легкий вес, ведь они наполнены воздухом. Если их положить в воду, они не утонут.

Тканевое дыхание. Человек дышит не только носом и ртом, но и каждой живой клеткой своего тела. Клетка живет за счет того, что в нее поступает кислород и выделяется углекислый газ.

Можно сказать, единственная биологическая функция кислорода – это окисление (сжигание, утилизация) жиров, белков, углеводов и образование за счет этого энергии «сгорания», необходимой для жизнедеятельности организма.

Спортсмены хорошо знают, что клеточное дыхание бывает кислородным (аэробным) и бескислородным (анаэробным). Во втором случае окисление веществ происходит с помощью других, резервных окисленных соединений, а не кислорода.

Тест на тему: «Дыхание растений»

Лимит времени:

из 15 заданий окончено

Вопросы:

Информация

Проверочное тестовое задание включает в себя вопросы с одним и несколькими правильными ответами

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Тест загружается…

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Результаты

Правильных ответов: из 15

Ваше время:

Время вышло

Вы набрали из баллов ()

Средний результат
Ваш результат

максимум из 20 баллов
Место	Имя	Записано	Баллы	Результат
Таблица загружается
Нет данных

С ответом
С отметкой о просмотре

Задание 1 из 15
- выделение
- дыхание
- фотосинтез
- рост
- обмен веществ
Правильно Неправильно
Задание 2 из 15
- 10-12%
- 12-14%
- 5-8%
- 33%
- 2-5%
Правильно Неправильно
Задание 3 из 15
- азот
- углекислый газ
- кислород
- водород
- вода
Правильно Неправильно
Задание 4 из 15
- кислород
- углекислый газ
- азот
- водород
- вода
Правильно Неправильно
Задание 5 из 15
- кислород
- вода
- органические вещества
- азот
- углекислый газ
Правильно Неправильно
Задание 6 из 15
- только в зеленых клетках
- в хлоропластах
- во всех живых клетках
- в устьицах
- в чечевичках
Правильно Неправильно
Задание 7 из 15
- извлечь из них воду
- получить углекислый газ
- обеспечить размножение растения
- извлечь из них энергию
- осуществить фотосинтез
Правильно Неправильно
Задание 8 из 15
- нарушение фотосинтеза
- нехватку углекислого газа
- кислородное голодание
- нехватку минеральных веществ
- нарушение обмена веществ
Правильно Неправильно
Задание 9 из 15
- проведение веществ
- всасывание веществ
- фотосинтез
- рост и развитие
- образование глюкозы
Правильно Неправильно
Задание 10 из 15
- +25°С
- +50°С
- +20°С
- +10°С
- +30°С
Правильно Неправильно
Задание 11 из 15
- через чечевички
- только через устьица
- через устьица
- только через чечевички
- только через трещины в коре
- через трещины в коре
- корневые волоски
- через колючки и шипы
Правильно Неправильно
Задание 12 из 15
- влага
- фосфор
- температура
- свет
- азот
- воздух
- фотосинтез
- минеральные вещества
Правильно Неправильно
Задание 13 из 15
- выделяют ядовитые газы
- образуют озоновые дыры
- поддержание постоянного содержания углекислого газа
- выделяют угарный газ
- создание органических веществ
- поступление кислорода в атмосферу
- участие в создании почв
- создают парниковый эффект
Правильно Неправильно
Задание 14 из 15
- у высокогорных и светолюбивых растений
- при понижении температуры
- в тканях и органах молодых растений
- при повышении температуры (до+40°С)
- при температуре свыше +45°С
- у теневыносливых растений
- если содержание влаги в семенах достигает 33%
- если содержание влаги в семенах достигает 12%
Правильно Неправильно
Задание 15 из 15
Выберите верные утверждения
- дыхание сухих семян замедленное
- с окончанием периода активного роста растений дыхание их тканей усиливается
- отходы промышленного производства губительны для растений
- зеленые растения запасают энергию луны
- воздух содержит в себе: азот, инертные газы, углекислый газ
- во время дыхания растений органические вещества не расходуются
- зеленые растения запасают энергию космического светила — Солнца
- потребность в кислороде у растений больше, чем у животных
Правильно Неправильно

Недыхательные функции легких

Помимо своей основной функции газообмена, легкие играют большую роль в защите организма. Они обеспечивают очистку воздуха и крови от вредных примесей, осуществляют детоксикацию, ингибирование и депонирование многих биологически активных веществ.

Легкие участвуют во всех видах обмена, регулируют водный баланс, синтезируют поверхностно-активные вещества, а также являются своеобразным воздушным и биологическим фильтром. Они изменяют pH крови, облегчая изменения в парциальном давлении углекислого газа. Легкие служат резервуаром крови в организме.

Объем крови в легких составляет приблизительно 450 мл, что в среднем занимает около 9% общего объема крови всей системы кровообращения. Это количество легко может изменяться в два раза в ту или иную сторону от нормального объема. Потеря крови из большого круга кровообращения при кровотечении может быть частично компенсирована выбросом крови из легких в кровеносную систему.

Легкие служат для амортизации сердца, предохраняя его от ударов, обеспечивают воздушный поток для создания звуков голоса. Кроме того, они выполняют фибринолитическую и антикоагулянтную, кондиционирующую и выделительную функции.

Общая информация

Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система человека.

Транспорт газов и других необходимых организму веществ обеспечивается с помощью кровеносной системы.

Обмен О₂ и CO₂ между организмом и окружающей средой осуществляется благодаря ряду последовательных процессов:

Легочная вентиляция – обмен газами между окружающей средой и легкими.
Легочное дыхание – обмен газами между альвеолами легких и кровью.
Внутреннее (тканевое) дыхание – обмен газами между кровью и тканями тела.

Дыхательная система – совокупность органов и тканей, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. Дыхательная система состоит из воздухоносных путей и собственно легких.

Воздухоносные пути включают в себя:

Дыхательная система человека

Воздух вдыхает человек, он попадает в нос и носовую полость. В носовой полости находятся обонятельные рецепторы, с помощью которых мы различаем запахи. Также в носовой полости есть волосы, предназначенное для задержки частиц пыли, поступающего вместе с воздухом из атмосферы.

Воздух, проходя через нос и носовую полость попадает в носоглотку. Носоглотка покрыта слизистой оболочкой, обогащенной кровеносными сосудами, благодаря чему осуществляется нагрев и увлажнение воздуха.

Трахея начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость где делится на левую и правую бронхи. Входя в легкие бронхи постепенно делятся на все более мелкие трубки – бронхиолы, маленькие из которых и является последним элементом воздухоносных путей.

Наименьший структурный элемент легкого – долька, которая состоит из конечной бронхиолы и альвеолярного мешочка. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешочка образуют альвеолы.

Легкие (легочные дольки) состоят: конечные бронхиолы; альвеолярные мешочки; легочные артерии; капилляры; вены легочного круга кровообращения.

Строение бронх человека

Воздух, проходя через бронхи и бронхиолы, заполняет большое количество альвеол – легочных пузырьков, в которых осуществляется газообмен между кровью и альвеолярным воздухом. Стенки альвеол состоят из тонкой пленки, которая вмещает большое количество эластичных волокон.

С помощью которых альвеолярные стенки могут расширяться, тем самым увеличивать объем альвеол. Диаметр каждой альвеолы составляет около 0,2 мм. А площадь ее поверхности около 0,125 мм. В легких взрослого человека около 700 млн. альвеол. То есть, общая площадь их поверхности составляет около 90 м2.

Таким образом, дыхательная поверхность в 60-70 раз превышает поверхность кожного покрова человека. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и дыхательная поверхность достигает 250 м2, превышая поверхность тела более чем в 125 раз.

Сурфактантная система легких

При выдохе алвеолы легких не слипаются благодаря сурфактанту, который регулирует поверхностное натяжение альвеолярного слоя. Его основу составляют фосфолипиды, холестерол, белки и другие вещества. Кроме расправления альвеол, сурфактант выполняет бактерицидную и иммуномодулирующую функцию, а также стимулирует активность альвеолярных макрофагов. Он формирует противоотечный барьер, который предупреждает проникновение жидкости в просвет альвеол из интерстиция.

Сурфактант помогает легким всасывать и усваивать кислород. Это вещество секретируется из компонентов плазмы крови, а при его недостатке развивается отек и происходит ателектазирование легких.

Сурфактантная система легких не развита у недоношенных детей и может нарушаться у взрослых при ряде критических состояний вследствие тяжких травм, воспалительных процессов и др. (т.н. острый респираторный дистресс-синдром).

Что такое дыхание

Каждая клетка нуждается в энергии для жизни. Получение энергии происходит при расщеплении органических веществ в процессе дыхания. Такое расщепление происходит под воздействием кислорода и ещё называется окислением. В результате образуются вода, углекислый газ и свободная энергия.

Необходимая растению энергия содержится в химических связях сложных органических веществ. Изначально это энергия солнца, запасённая в сложных молекулах путём фотосинтеза.

Дыхание у растений принципиально не отличается от дыхания животных, или грибов. Какой газ растения выделяют при дыхании, такой же выделяют любые другие организмы. Это углекислый газ.

Рис. 1. Схема дыхания растений.

Известно, что на свету растения выделяют ещё и кислород, но это происходит в результате другого процесса – фотосинтеза.

Дыхание идёт круглосуточно, поэтому образование углекислого газа происходит постоянно. Также постоянно в клетки растений для их нормальной жизнедеятельности должен поступать кислород.

Это же справедливо и для растения в целом.

Таким образом, дыхание включает два процесса:

клеточное дыхание;
газообмен растения с внешней средой.

Очистка крови и детоксикация

В отличие от артериальной, притекающая в легкие венозная кровь содержит частицы, состоящие из конгломератов клеток, фибрина, микроэмболов жира и эритроцитных взвесей. Эти вещества в избытке поступают из разрушенных тканей при травме, операции или шоке.

В легких происходит механическая задержка частиц, не проходящих через легочные капилляры. Эти частицы подвергаются метаболизму при помощи различных ферментных систем

Наиболее важной является смешанная оксидазная система, которая посредством гидроксилирования превращает вредные, нерастворимые в липидах вещества в неактивные — водорастворимые

При избыточном поступлении продуктов белкового распада и жиров в легких происходят их расщепление и гидролиз. При прохождении через легкие из кровотока исчезают аденилнуклеотиды, образующиеся при синдроме раздавливания. Детоксикационным системам легких принадлежит особо важная роль при токсемии: септическом, ожоговом шоке, перитоните и различных видах экзогенных интоксикаций.

Система защиты

В системе защиты, осуществляемой легкими, выделяют несколько звеньев: мукоцилиарное, клеточное и гуморальное. Вдыхаемый воздух очищается в дыхательных путях и альвеолах от всевозможных примесей физической, химической и биологической природы.

Обезвреживание и удаление повреждающих агентов из дыхательных путей обеспечивается мукоцилиарной системой: реснитчатым эпителием, покрывающим слизистую оболочку дыхательных путей, а также слизистыми и серозными железами.

Мерцательный эпителий бронхов является важной системой защиты от инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. Частицы пыли и бактерии во вдыхаемом воздухе попадают в слизистый слой и перемещаются вверх к глотке с помощью мерцательных движений ресничек

Слизь бронхов содержит гликопротеины, обладающие антимикробным действием, такие, как муцин, лактоферрин, лизоцим, лактопероксидаза. Важнейшим механизмом самоочищения служит кашлевой рефлекс, обеспечивающий механическое удаление путем откашливания лишних примесей и мокроты.

Очистка воздуха на уровне альвеол осуществляется с помощью альвеолярных макрофагов, которые вступают в контакт с веществами воздуха и крови, не только фагоцитируя их, но и модулируя многие иммунные процессы и участвуя в воспалительных реакциях.

Среди факторов гуморального звена легких большое значение имеют иммуноглобулины IgA, IgG, IgE, IgM. Они нейтрализуют токсины и вирусы, воздействуют на микроорганизмы и повышают эффективность мукоцилиарного транспорта.

Диффузия газов в легких

Диффузия — процесс перехода газов из области с высоким парциальным давлением в область с низким парциальным давлением.

Парциальное давление — это давление каждого газа в смеси.

Для газов, растворимых в жидкости, вместо термина «парциальное давление» используют термин «напряжение».

В альвеолярном воздухе парциальное давление O2 составляет 100 — 102 мм рт. ст., парциальное давление CO2 — 40 мм рт. ст.

В капилляры легких поступает венозная кровь, в которой напряжение O2 составляет 40 мм рт. ст., а напряжение СО2 — 46 мм рт. ст.

Таким образом, вследствие разности давления О2 переходит в кровь из альвеолярного воздуха, а СО2 из крови в альвеолу, пока давление не выровняется, и кровь становится артериальной.

Диффузия газов в легких происходит через альвеолярно-капиллярную мембрану (АКМ), которая представляет собой слои альвеолярного эпителия и капиллярного эндотелия, а между ними — интерстициальное пространство.

Скорость диффузии зависит от толщины мембраны и концентрационных градиентов О2 и СО2.

Проницаемость легочной мембраны для газа выражают величиной диффузионной способности легких — это количество газа, проникающего через легочную мембрану за 1 мин при градиенте давления в 1 мм рт. ст.

Таким образом, диффузия газов в легких обеспечивается:

большой поверхностью контакта (90 кв.м площадь газообмена);
малой толщиной легочной мембраны (0,2 — 0.4 мкм),
относительно малой скоростью тока крови по капиллярам (0,5 мм/сек).

Все это обеспечивает полный массоперенос О2 и СО2 в легких всего за 0,1 сек.

Транспорт кислорода в организме

Путь кислорода	Функции
Верхние дыхательные пути
Носовая полость	Увлажнение, согревание, обеззараживание воздуха, удаление частиц пыли
Глотка	Проведение согретого и очищенного воздуха в гортань
Гортань	Проведение воздуха из глотки в трахею. Защита дыхательных путей от попадания пищи надгортанным хрящом. Образование звуков путём колебания голосовых связок, движения языка, губ, челюсти
Трахея	Свободное продвижение воздуха
Бронхи	Свободное продвижение воздуха
Лёгкие	Органы дыхания. Дыхательные движения осуществляются под контролем центральной нервной системы и гуморального фактора, содержащегося в крови, — СО₂
Альвеолы	Увеличивают площадь дыхательной поверхности, осуществляют газообмен между кровью и лёгкими
Кровеносная система
Капилляры лёгких	Транспортируют венозную кровь из легочной артерии в лёгкие. По законам диффузии О₂ поступает из мест большей концентрации (альвеолы) в места меньшей концентрации (капилляры), в то же время СО₂ диффундирует в противоположном направлении.
Легочная вена	Транспортирует О₂ от лёгких к сердцу. Кислород, попав в кровь, сначала растворяется в плазме, затем соединяется с гемоглобином, и кровь становится артериальной
Сердце	Проталкивает артериальную кровь по большому кругу кровообращения
Артерии	Обогащают кислородом все органы и ткани. Легочные артерии несут венозную кровь к лёгким
Капилляры тела	Осуществляют газообмен между кровью и тканевой жидкостью. О₂ переходит в тканевую жидкость, а СО₂ диффундирует в кровь. Кровь становится венозной
Клетка
Митохондрии	Клеточное дыхание — усвоение О₂ воздуха. Органические вещества благодаря О₂ и дыхательным ферментам окисляются (диссимиляция) конечные продукты — Н₂О, СО₂ и энергия которая идёт на синтез АТФ. Н₂О и СО₂ выделяются в тканевую жидкость, из которой диффундируют в кровь.

Значение дыхания.

Дыхание — это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих газообмен между организмом и внешней средой (внешнее дыхание), и окислительных процессов в клетках, в результате которых выделяется энергия (внутреннее дыхание). Обмен газов между кровью и атмосферным воздухом (газообмен) — осуществляется органами дыхания.

Источником энергии в организме служат пищевые вещества. Основным процессом, освобождающим энергию этих веществ, является процесс окисления. Он сопровождается связыванием кислорода и образованием углекислого газа. Учитывая, что в организме человека нет запасов кислорода, непрерывное поступление его жизненно необходимо. Прекращение доступа кислорода в клетки организма ведёт к их гибели. С другой стороны, образованный в процессе окисления веществ углекислый газ должен быть удалён из организма, так как накопление значительного количества его опасно для жизни. Поглощение кислорода из воздуха и выделение углекислого газа осуществляется через систему органов дыхания.

Биологическое значение дыхания заключается в:

обеспечении организма кислородом;
удалении углекислого газа из организма;
окислении органических соединений БЖУ с выделением энергии, необходимой человеку для жизнедеятельности;
удалении конечных продуктов обмена веществ (пары воды, аммиака, сероводорода и т.д.).