Sa anong hayop nangyayari ang pagpapalitan ng gas sa pagitan ng hangin sa atmospera at dugo sa pamamagitan ng balat? Pagpapalitan ng gas sa pagitan ng alveoli at dugo
Gayunpaman, ang bahagi ng pakikilahok ng balat sa paghinga ng tao ay bale-wala kumpara sa mga baga, dahil kabuuang ibabaw ang katawan ay mas mababa sa 2 m 2 at hindi hihigit sa 3% ng kabuuang ibabaw ng pulmonary alveoli.
Pangunahing mga bahagi ang mga organ sa paghinga ay respiratory tract, baga, mga kalamnan sa paghinga, kabilang ang dayapragm.
Ang hangin sa atmospera na pumapasok sa mga baga ng tao ay pinaghalong mga gas - nitrogen, oxygen, carbon dioxide at ilang iba pa (Larawan 2).
kanin. 2. Average na mga halaga ng bahagyang presyon ng mga gas (mm Hg) sa tuyo inhaled air, alveoli, sa exhaled air at sa dugo sa panahon ng muscle rest (gitnang bahagi ng figure). Bahagyang presyon ng mga gas sa venous na dugo na dumadaloy mula sa mga bato at kalamnan ( ibabang bahagi
pagguhit)
Ang bahagyang presyon ng isang gas sa isang pinaghalong mga gas ay ang presyon na lilikha ng gas na ito sa kawalan ng iba pang mga bahagi ng pinaghalong. Depende ito sa porsyento ng gas sa pinaghalong: mas mataas ito, mas mataas ang bahagyang presyon ng gas na ito. Ang bahagyang presyon ng oxygen* sa alveolar air ay 105 mmHg. Art., at sa venous blood - 40 mm Hg. Art., kaya ang oxygen ay nagkakalat mula sa alveoli papunta sa dugo. Halos lahat ng oxygen sa dugo ay chemically bound sa hemoglobin. Ang bahagyang presyon ng oxygen sa mga tisyu ay medyo mababa, kaya nagkakalat ito mula sa mga capillary ng dugo patungo sa tisyu, na nagbibigay ng paghinga ng tisyu at mga proseso ng conversion ng enerhiya. Ang transportasyon ng carbon dioxide, isa sa mga huling produkto ng metabolismo, ay nangyayari sa katulad na paraan sa kabaligtaran ng direksyon. Ang carbon dioxide ay inilalabas mula sa katawan sa pamamagitan ng mga baga. Ang nitrogen ay hindi ginagamit sa katawan. Bahagyang presyon ng oxygen, carbon dioxide, nitrogen sa atmospheric air at sa
iba't ibang antas Ang mga scheme ng transportasyon ng oxygen ay ipinapakita sa Fig. 2. A- panlabas na silindro, b– salamin na bintana para sa pagbabasa, V- panloob na silindro, G– isang air cylinder upang balansehin ang panloob na silindro,
Salamat sa pagsasabog, ang komposisyon ng alveolar air ay patuloy na nagbabago: ang konsentrasyon ng oxygen sa loob nito ay bumababa, at ang konsentrasyon ng carbon dioxide ay tumataas. Upang mapanatili ang proseso ng paghinga, ang komposisyon ng mga gas sa baga ay dapat na patuloy na na-update. Ito ay nangyayari sa panahon ng bentilasyon ng mga baga, i.e. paghinga sa karaniwang kahulugan ng salita. Kapag huminga tayo, ang dami ng baga ay tumataas at ang hangin ay pumapasok sa kanila mula sa atmospera. Kasabay nito, lumalawak ang alveoli. Sa pamamahinga, humigit-kumulang 500 ML ng hangin ang pumapasok sa mga baga sa bawat paghinga. Ang dami ng hangin na ito ay tinatawag dami ng tidal. Ang mga baga ng tao ay may isang tiyak na reserbang kapasidad na maaaring magamit sa panahon ng matinding paghinga. Pagkatapos ng isang mahinahon na paglanghap, ang isang tao ay maaaring lumanghap ng humigit-kumulang 1500 ML ng hangin. Ang volume na ito ay tinatawag dami ng reserbang inspirasyon . Pagkatapos ng isang mahinahon na pagbuga, maaari mong, paggawa ng isang pagsisikap, huminga nang palabas tungkol sa 1500 ML ng hangin. Ito dami ng expiratory reserve. Ang dami ng tidal at ang dami ng inspiratory at expiratory reserve ay umaabot sa mahahalagang kapasidad(VEL). Sa kasong ito, ito ay katumbas ng 3500 ml (500 + 1500 + 1500). Upang sukatin ang vital capacity, huminga ng malalim at pagkatapos ay huminga hangga't maaari sa tubo ng isang espesyal na aparato - isang spirometer. Ang mga sukat ay kinukuha sa isang nakatayong posisyon sa pamamahinga (Larawan 3). Ang halaga ng vital capacity ay depende sa kasarian, edad, laki ng katawan at fitness. Ang figure na ito ay malawak na nag-iiba, na may average na 2.5-4 litro sa mga babae at 3.5-5 litro sa mga lalaki. SA
sa ilang pagkakataon
sa napakatangkad na tao, halimbawa mga manlalaro ng basketball, ang vital capacity ay maaaring umabot ng 9 litro. Sa ilalim ng impluwensya ng pagsasanay, halimbawa kapag gumaganap ng espesyal mga pagsasanay sa paghinga, tumataas ang vital capacity (minsan kahit 30%). kanin. 4. Miller's nomogram para sa pagtukoy ng wastong vital capacity ng mga baga Ang vital capacity ay maaaring matukoy gamit ang Miller's nomogram (Fig. 4). Upang gawin ito, kailangan mong hanapin ang iyong taas sa sukat at ikonekta ito sa isang tuwid na linya sa iyong edad (hiwalay para sa mga babae at lalaki). Ang tuwid na linyang ito ay magsa-intersect sa vital capacity scale. Ang isang mahalagang tagapagpahiwatig sa pananaliksik sa pisikal na pagganap ay minutong dami ng paghinga, o
bentilasyon .(MLW). Ang halagang ito, tulad ng mahahalagang kapasidad, ay nakasalalay sa antas ng pag-unlad ng mga kalamnan sa paghinga. Sa pisikal na gawain
tumataas ang pulmonary ventilation at umabot sa 150-180 l/min. Ang mas mahirap ang trabaho, mas malaki ang pulmonary ventilation. Pagkalastiko ng baga higit sa lahat ay nakasalalay sa mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw ng likidong basa panloob na ibabaw
alveoli (s = 5 x 10–2 n/m). Ang kalikasan mismo ang nag-ingat na gawing mas madali ang paghinga at lumikha ng mga sangkap na nagpapababa ng pag-igting sa ibabaw. Ang mga ito ay synthesize ng mga espesyal na selula na matatagpuan sa mga dingding ng alveoli. Ang synthesis ng mga surfactant na ito ay nagpapatuloy sa buong buhay ng isang tao. Sa mga bihirang kaso kapag ang isang bagong panganak ay walang mga selula ng baga
na gumagawa ng mga surfactant, ang bata ay hindi maaaring huminga nang mag-isa at mamatay. Dahil sa kakulangan o kawalan ng mga surfactant sa alveoli, humigit-kumulang kalahating milyong bagong silang sa buong mundo ang namamatay taun-taon nang hindi humihinga.
Gayunpaman, ang ilang mga hayop na humihinga sa baga ay maaaring gawin nang walang mga surfactant. Una sa lahat, nalalapat ito sa mga hayop na may malamig na dugo - mga palaka, ahas, buwaya. Dahil ang mga hayop na ito ay hindi kailangang gumastos ng enerhiya upang manatiling mainit, ang kanilang mga kinakailangan sa oxygen ay hindi kasing taas ng sa mga hayop na mainit ang dugo, at samakatuwid ay mayroon silang mas kaunting lugar sa ibabaw ng baga. Kung sa mga baga ng isang tao ang ibabaw na lugar ng contact sa pagitan ng 1 cm 3 ng hangin at mga daluyan ng dugo ay humigit-kumulang 300 cm 2, kung gayon sa isang palaka ito ay 20 cm 2 lamang. Ang kamag-anak na pagbaba sa lugar ng baga bawat dami ng yunit sa mga hayop na may malamig na dugo ay dahil sa katotohanan na ang diameter ng kanilang alveoli ay humigit-kumulang 10 beses na mas malaki kaysa sa mga hayop na may mainit na dugo. At mula sa batas ni Laplace ( Kung sa mga baga ng isang tao ang ibabaw na lugar ng contact sa pagitan ng 1 cm 3 ng hangin at mga daluyan ng dugo ay humigit-kumulang 300 cm 2, kung gayon sa isang palaka ito ay 20 cm 2 lamang. p
= 4a/R) sumusunod na ang karagdagang presyon na dapat malampasan sa panahon ng paglanghap ay inversely proportional sa radius ng alveoli. Ang malaking radius ng alveoli sa mga hayop na may malamig na dugo ay nagpapahintulot sa kanila na madaling makahinga kahit na hindi binabawasan ang laki. dahil sa mga surfactant., at kung minsan ay nahuhulog pa sa isang semi-mahina. Paano ito makayanan ng mga baga ng mga ibon, sa kawalan ng mga surfactant??
hindi isang madaling gawain tsaka normal na baga
, ang mga ibon ay may karagdagang sistema na binubuo ng lima o higit pang mga pares ng manipis na pader na air sac na konektado sa mga baga. Ang mga lukab ng mga bag na ito ay malawak na sumasanga sa katawan at umaabot sa ilang mga buto, kung minsan kahit na sa maliliit na buto ng phalanges ng mga daliri. Bilang resulta, ang sistema ng paghinga, halimbawa sa mga itik, ay sumasakop sa humigit-kumulang 20% ng dami ng katawan (2% baga at 18% air sacs), habang sa mga tao ito ay 5%. Ang mga dingding ng mga air sac ay mahirap sa mga daluyan ng dugo at hindi nakikilahok sa pagpapalitan ng gas. Ang mga air bag ay hindi lamang nakakatulong sa pag-ihip ng hangin sa mga baga sa isang direksyon, ngunit binabawasan din ang density ng katawan, alitan sa pagitan ng mga indibidwal na bahagi nito, at nakakatulong sa epektibong paglamig ng katawan. iba't ibang antas).
Ang baga ng ibon ay binuo mula sa parallel-connected thin tubes, bukas sa magkabilang panig, napapalibutan ng mga daluyan ng dugo - mga air capillaries, na umaabot mula sa parabronchi. iba't ibang antas Sa panahon ng paglanghap, ang mga volume ng anterior at posterior air sac ay tumataas. Ang hangin mula sa trachea ay direktang pumapasok sa posterior sac. A Ang mga anterior sac ay hindi nakikipag-ugnayan sa pangunahing bronchus at puno ng hangin na umaalis sa mga baga (Larawan 5,
kanin. 5. Ang paggalaw ng hangin sa respiratory system ng ibon:
- huminga, A– huminga nang palabas
Ang ilang mga organismo ay gumagamit ng hangin para sa higit pa sa paghinga. Ang katawan ng puffer fish, na naninirahan sa Indian Ocean at Mediterranean Sea, ay puno ng maraming karayom - binagong kaliskis. Sa isang kalmadong estado, ang mga karayom ay magkasya nang higit pa o hindi gaanong mahigpit sa katawan. Kapag nasa panganib, ang pufferfish ay nagmamadali sa ibabaw ng tubig at, na kumukuha ng hangin sa mga bituka, ay nagiging isang napalaki na bola. Sa kasong ito, ang mga karayom ay tumaas at lumalabas sa lahat ng direksyon. Ang isda ay nananatiling malapit sa ibabaw ng tubig, na ang tiyan nito ay nakabaligtad, at ang bahagi ng katawan nito ay nakausli sa ibabaw ng tubig. Sa ganitong posisyon, ang pufferfish ay protektado mula sa mga mandaragit sa ibaba at sa itaas. Kapag ang panganib ay lumipas na, ang pufferfish ay naglalabas ng hangin, at ang katawan nito ay nagiging normal na laki nito.
Ang air shell ng Earth (atmosphere) ay hawak malapit sa Earth dahil sa mga puwersa ng gravity at nagbibigay ng presyon sa lahat ng mga katawan na kung saan ito ay nakakaugnay. Ang katawan ng tao ay inangkop sa presyon ng atmospera at hindi pinahihintulutan ang pagbaba ng presyon. Kapag umaakyat sa mga bundok (4 libong metro, at kung minsan ay mas mababa), maraming tao ang masama ang pakiramdam at may mga seizure " sakit sa bundok": nagiging mahirap huminga, madalas mula sa tainga at ilong may lumalabas na dugo, ang pagkawala ng malay ay posible. kasi articular ibabaw mahigpit na magkatabi (sa articular kapsula, na sumasaklaw sa mga kasukasuan, ang presyon ay nabawasan) dahil sa presyur sa atmospera, pagkatapos ay mataas sa mga bundok, kung saan ang presyon ng atmospera ay lubhang nabawasan, ang pagkilos ng mga kasukasuan ay nagambala, ang mga braso at binti ay hindi "nakikinig" ng mabuti, at mga dislokasyon madaling mangyari. Ang mga akyat at piloto, kapag umaakyat sa mataas na lugar, ay nagdadala ng mga kagamitan sa oxygen at espesyal na nagsasanay bago ang pag-akyat.
Sa programa espesyal na pagsasanay ang mga cosmonaut ay sumasailalim sa mandatoryong pagsasanay sa isang pressure chamber, na isang hermetically sealed steel chamber na konektado sa isang malakas na bomba na lumilikha ng mataas o mababang presyon sa loob nito. Sa modernong gamot, ang mga pressure chamber ay ginagamit upang gamutin ang maraming sakit. Ang purong oxygen ay ibinibigay sa silid at nalikha ang mataas na presyon. Dahil sa pagsasabog ng oxygen sa pamamagitan ng balat at baga, ang pag-igting nito sa mga tisyu ay tumataas nang malaki. Ang paraan ng paggamot na ito ay napaka-epektibo, halimbawa, para sa mga impeksyon sa sugat (gas gangrene) na dulot ng anaerobic microorganism kung saan ang oxygen ay isang malakas na lason.
Sa mga altitude kung saan lumilipad ang mga modernong spaceship, halos walang hangin, kaya ang mga cabin ng mga barko ay ginawang hermetically sealed, at ang normal na presyon ng hangin at komposisyon, kahalumigmigan at temperatura ay nilikha at pinananatili sa kanila. Ang paglabag sa seal ng cabin ay humahantong sa mga trahedya na kahihinatnan.
Ang Soyuz-11 spacecraft na may tatlong cosmonaut na sakay (G. Dobrovolsky, V. Volkov, V. Patsayev) ay inilunsad sa low-Earth orbit noong Hunyo 6, 1971, at noong Hunyo 30, sa pagbalik sa Earth, ang mga tripulante ay namatay bilang isang resulta ng depressurization ng descent module pagkatapos ng paghihiwalay ng mga compartment sa taas na 150 km.
Ilang impormasyon tungkol sa paghinga
Ang tao ay humihinga nang ritmo. Ang isang bagong panganak na bata ay gumagawa ng mga paggalaw sa paghinga 60 beses bawat 1 minuto, isang limang taong gulang - 25 beses bawat 1 minuto, sa 15-16 taong gulang ang respiratory rate ay bumababa sa 16-18 bawat 1 minuto at nananatili sa ganitong paraan hanggang sa pagtanda, kapag nadalas na naman.
Ang ilang mga hayop ay may mas mababang rate ng paghinga: ang condor ay gumagawa ng isang paggalaw sa paghinga bawat 10 segundo, at ang chameleon bawat 30 minuto. Ang mga baga ng chameleon ay konektado sa pamamagitan ng mga espesyal na sac kung saan ito kumukuha ng hangin at sa parehong oras ay nagpapalaki ng malaki.
Ang mababang rate ng paghinga ay nagpapahintulot sa chameleon na hindi makita ang presensya nito sa loob ng mahabang panahon.
Sa pamamahinga at sa normal na temperatura, ang isang tao ay kumonsumo ng humigit-kumulang 250 ML ng oxygen kada minuto, 15 litro bawat oras, 360 litro bawat araw.
Ang dami ng oxygen na natupok sa pamamahinga ay hindi pare-pareho - ito ay mas malaki sa araw kaysa sa gabi, kahit na ang isang tao ay natutulog sa araw. Marahil ito ay isang pagpapakita ng circadian rhythms sa buhay ng katawan.
Ang isang sinungaling na tao ay kumonsumo ng humigit-kumulang 15 litro ng oxygen sa loob ng 1 oras, nakatayo - 20 litro, kapag naglalakad nang mahinahon - 50 litro, kapag naglalakad sa bilis na 5 km / h - 150 litro. Sa presyur sa atmospera, ang isang tao ay maaaring huminga ng purong oxygen sa loob ng halos isang araw, pagkatapos ay nangyayari ang pulmonya, na nagtatapos sa kamatayan. Sa isang presyon ng 2-3 atm, ang isang tao ay maaaring huminga ng purong oxygen nang hindi hihigit sa 2 oras, pagkatapos ay isang paglabag sa koordinasyon ng mga paggalaw, atensyon, at memorya ay nangyayari.
Sa 1 minuto, 7-9 litro ng hangin ay karaniwang dumadaan sa mga baga, ngunit para sa isang sinanay na runner - mga 200 litro.
Nabatid na nasasabik ang respiratory center kapag tumaas ang konsentrasyon ng carbon dioxide sa dugo. Kung ang konsentrasyon ng carbon dioxide sa dugo ay nabawasan, ang isang tao ay maaaring hindi huminga nang mas matagal kaysa karaniwan. Ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng mabilis na paghinga. Gumagamit ang mga diver ng katulad na pamamaraan, at ang mga may karanasan na mga pearl diver ay maaaring manatili sa ilalim ng tubig sa loob ng 5-7 minuto.
Ang alikabok ay nasa lahat ng dako. Kahit na sa tuktok ng Alps, ang 1 ml ng hangin ay naglalaman ng mga 200 dust particle. Ang parehong dami ng hangin sa lunsod ay naglalaman ng higit sa 500 libong mga particle ng alikabok. Ang hangin ay nagdadala ng alikabok sa napakalayo: halimbawa, ang alikabok mula sa Sahara ay natuklasan sa Norway, at ang mga alikabok ng bulkan mula sa mga isla ng Indonesia ay natagpuan sa Europa. Ang mga particle ng alikabok ay nananatili sa sistema ng paghinga at maaaring humantong sa iba't ibang sakit.
Sa Tokyo, kung saan ang bawat residente ay may 40 cm2 na ibabaw ng kalye, nagtatrabaho ang mga pulis mga maskara ng oxygen. Sa Paris, naglagay ng malinis na air booth para sa mga dumadaan. Kinikilala ng mga pathologist ang mga Parisian sa panahon ng mga autopsy ni itim na baga. Sa Los Angeles, ang mga plastik na palm tree ay inilalagay sa kalye dahil ang mga buhay ay namamatay dahil sa mataas na polusyon sa hangin.
Itutuloy
* Ito ay tumutukoy sa bahagyang presyon ng oxygen sa hangin kung saan ito ay nasa equilibrium na may oxygen na natunaw sa dugo o iba pang medium, na tinatawag ding oxygen tension sa medium na ito.
Pisyolohiya ng paghinga 1.
1. Ang kakanyahan ng paghinga. Ang mekanismo ng paglanghap at pagbuga.
2. Ang paglitaw ng negatibong presyon sa peripulmonary space. Pneumothorax, atelectasis.
3. Mga uri ng paghinga.
4. Vital capacity ng mga baga at ang kanilang bentilasyon.
n 1. Ang kakanyahan ng paghinga. Ang mekanismo ng paglanghap at pagbuga.
n Ang hanay ng mga proseso na nagsisiguro sa pagpapalitan ng oxygen at carbon dioxide sa pagitan ng panlabas na kapaligiran at ng mga tisyu ng katawan ay tinatawag paghinga , at ang hanay ng mga organo na nagbibigay ng paghinga ay sistema ng paghinga.
n Mga uri ng paghinga:
n Cellular - sa mga unicellular na organismo sa buong ibabaw ng cell.
n Cutaneous – sa mga multicellular na organismo (worm) sa buong ibabaw ng katawan.
n Tracheal - sa mga insekto sa pamamagitan ng mga espesyal na trachea na tumatakbo sa gilid ng ibabaw ng katawan.
n Gill - sa isda sa pamamagitan ng hasang.
n Pulmonary - sa mga amphibian sa pamamagitan ng baga.
n Sa mga mammal, sa pamamagitan ng mga espesyal na organ sa paghinga: nasopharynx, larynx, trachea, bronchi, baga, at nakikilahok din rib cage, diaphragm at grupo ng kalamnan: mga inspirator at expirator.
n Mga baga (0.6-1.4% ng timbang ng katawan) - mga magkapares na organo, may mga lobe (kanan - 3, kaliwa - 2), nahahati sa mga lobules (bawat isa ay may 12-20 acini), sanga ng bronchi sa mga bronchioles, na nagtatapos sa alveoli .
n Morphological at functional unit ng baga - acini (lat. acinus - grape berry)- sumasanga ng respiratory bronchiole sa mga alveolar duct na nagtatapos sa 400-600 alveolar sac.
n Ang alveoli ay napuno ng hangin at hindi bumagsak dahil sa pagkakaroon ng mga surfactant sa kanilang mga dingding - mga surfactant (phospholipoproteins o lipopolysaccharides).
n Mga yugto ng paghinga:
n a) pulmonary ventilation - pagpapalitan ng gas sa pagitan ng mga baga at ng panlabas na kapaligiran;
n b) pagpapalitan ng mga gas sa baga sa pagitan ng alveolar air at mga capillary ng pulmonary circulation;
n c) transportasyon ng O2 at CO2 sa pamamagitan ng dugo;
n d) pagpapalitan ng mga gas sa pagitan ng dugo ng mga capillary ng systemic circulation at tissue fluid;
n e) ang intracellular respiration ay isang multi-stage na enzymatic na proseso ng oksihenasyon ng mga substrate sa mga cell.
n Pangunahing pisikal na proseso, na nagsisiguro sa paggalaw ng O2 mula sa panlabas na kapaligiran sa mga cell at CO2 sa kabaligtaran na direksyon - ito ay pagsasabog , ibig sabihin, ang paggalaw ng isang gas bilang isang dissolved substance kasama ang mga gradient ng konsentrasyon.
n Paglanghap - inspirasyon .
n Ang paggalaw ng hangin sa loob at labas ng mga baga patungo sa kapaligiran ay sanhi ng mga pagbabago sa presyon sa loob ng mga baga. Kapag lumawak ang mga baga, ang presyon sa kanila ay nagiging mas mababa sa atmospera (sa pamamagitan ng 5-8 mm Hg) at ang hangin ay sinisipsip sa mga baga. Ang mga baga mismo ay wala tissue ng kalamnan. Ang pagbabago sa dami ng baga ay depende sa pagbabago sa dami ng dibdib, i.e. ang mga baga ay passive na sumusunod sa mga pagbabago sa dibdib. Kapag humihinga, ang dibdib ay lumalawak sa vertical, sagittal at frontal na direksyon. Kapag ang mga inspiratory na kalamnan (inspirator) - ang panlabas na intercostal na kalamnan at ang dayapragm - ay nagkontrata, ang mga tadyang ay tumaas paitaas, at ang dibdib ay lumalawak. Ang diaphragm ay may hugis ng kono. Ang lahat ng ito ay nakakatulong na mabawasan ang presyon sa baga at sumipsip ng hangin. Ang kapal ng alveoli ay maliit, kaya ang mga gas ay madaling kumalat sa dingding ng alveoli.
n Exhalation - pag-expire .
n Kapag huminga ka, ang mga kalamnan ng inspirasyon ay nakakarelaks at ang dibdib, dahil sa bigat at pagkalastiko nito ng mga costal cartilage, ay bumalik sa orihinal nitong posisyon. Ang diaphragm ay nakakarelaks at nagiging hugis simboryo. Kaya, sa pamamahinga, ang pagbuga ay nangyayari nang pasibo, dahil sa pagtatapos ng paglanghap.
n Sa pamamagitan ng sapilitang paghinga, ang pagbuga ay nagiging aktibo - ito ay pinahusay ng pag-urong ng mga kalamnan sa pag-aalis (exhaler) - mga panloob na intercostal na kalamnan, mga kalamnan ng tiyan - panlabas at panloob na pahilig, nakahalang at tuwid na tiyan, dorsal serratus exhaler. Ang presyon sa lukab ng tiyan, na nagtutulak sa dayapragm sa lukab ng dibdib, bumababa ang mga tadyang at lumalapit sa isa't isa, na nagpapababa sa dami ng dibdib.
n Kapag bumagsak ang mga baga, ang hangin ay pinipiga, ang presyon sa kanila ay nagiging mas mataas kaysa sa atmospera (sa pamamagitan ng 3-4 mm Hg).
n 2. Ang paglitaw ng negatibong presyon sa peripulmonary space. Pneumothorax, atelectasis
n Ang mga baga sa dibdib ay pinaghihiwalay ng mga pleural layer: visceral - katabi ng mga baga, parietal - lining ng dibdib mula sa loob. Sa pagitan ng mga sheet - pleural cavity. Puno na pleural fluid. Ang presyon sa pleural cavity ay palaging 4-10 mm Hg na mas mababa kaysa sa atmospheric pressure. Art. (sa baga 760 mm Hg). Ito ay dahil sa: 1) mas mabilis na paglaki ng dibdib kumpara sa mga baga sa postnatal ontogenesis; 2) nababanat na traksyon(nababanat na pag-igting) ng mga baga, ibig sabihin, isang puwersang humahadlang sa kanilang pag-unat sa pamamagitan ng hangin. Ang pleural cavity ay tinatakan mula sa kapaligiran.
n Kapag ang hangin ay pumasok sa pleural cavity (hal. sa panahon ng pinsala), ang pressure sa pleural cavity ay katumbas ng atmospheric pressure - pneumothorax , habang bumagsak ang baga - atelectasis at maaaring huminto ang paghinga.
n Ang negatibong presyon ng pleural cavity ay nabuo sa kapanganakan. Sa unang paglanghap, ang dibdib ay lumalawak, ang mga baga ay lumalawak, dahil sila ay hermetically separated - negatibong presyon ay nabuo sa pleural cavity. Sa fetus, ang mga baga ay nasa isang bumagsak na estado, ang dibdib ay pipi, ang ulo ng mga tadyang ay nasa labas ng glenoid fossa. Sa pagsilang, ang fetus ay naipon sa dugo carbon dioxide, pinasisigla nito ang sentro ng paghinga. Mula dito, ang mga impulses ay dumating sa mga inspiratory na kalamnan, na nagkontrata, ang mga ulo ng mga tadyang ay pumapasok sa articular fossae. Ang dibdib ay tumataas sa dami, ang mga baga ay lumalawak.
n Ang kaugnayan sa pagitan ng dami ng dibdib at dami ng baga habang humihinga ay karaniwang inilalarawan gamit ang pisikal Mga modelo ng Donders:
n 1. Takip ng salamin,
n 2. Sa itaas ay may saksakan na may butas,
n 3. Ibaba – nababanat na pelikula na may singsing,
n 4. Sa loob ng takip ay ang mga baga ng isang kuneho.
n Kapag ang lakas ng tunog sa loob ng takip ay tumaas dahil sa pag-uunat ng nababanat na pelikula, ang presyon sa lukab ng takip ay bumababa, ang hangin ay pumapasok sa mga baga sa pamamagitan ng butas sa plug, sila ay lumalawak at vice versa.
n 3. Mga uri ng paghinga.
n 1. Thoracic o costal – ang pagbabago sa dami ng dibdib ay nangyayari pangunahin dahil sa mga intercostal na kalamnan (mga expirator at inspirator). Katangian ng mga aso at babae.
n 2. Tiyan o diaphragmatic – ang pagbabago sa dami ng dibdib ay nangyayari pangunahin dahil sa diaphragm at mga kalamnan ng tiyan. Katangian para sa mga lalaki.
n 3. Mixed o thoracoabdominal – Ang mga pagbabago sa dami ng dibdib ay nangyayari nang pantay-pantay sa pag-urong ng mga intercostal na kalamnan, diaphragm at mga kalamnan ng tiyan. Katangian ng mga hayop sa bukid.
n Ang mga uri ng paghinga ay may diagnostic value: kung ang tiyan o lukab ng dibdib pagbabago.
n 4. Vital capacity ng mga baga at ang kanilang bentilasyon.
n Vital capacity ng mga baga (VC) Binubuo ng 3 volume ng hangin na pumapasok at umaalis sa mga baga habang humihinga:
n 1. Paghinga - dami ng hangin sa panahon ng tahimik na paglanghap at pagbuga. Para sa maliliit na hayop (aso, maliliit na hayop) - 0.3-0.5 l, para sa malalaking hayop (baka, kabayo) - 5-6 l.
n 2. Karagdagang o reserbang dami ng inspirasyon– ang dami ng hangin na pumapasok sa mga baga sa panahon ng maximum na inspirasyon pagkatapos ng isang tahimik na paglanghap. 0.5-1 at 5-15 l.
n 3. Dami ng reserbang expiratory– ang dami ng hangin sa pinakamataas na pagbuga pagkatapos ng tahimik na pagbuga. 0.5-1 at 5-15 l.
n Natutukoy ang vital capacity sa pamamagitan ng pagsukat ng volume ng maximum expiration pagkatapos ng nakaraang maximum inspiration gamit ang spirometry. Sa mga hayop ito ay natutukoy sa pamamagitan ng paglanghap ng pinaghalong gas na may mataas na nilalaman carbon dioxide.
n Natirang dami - ang dami ng hangin na nananatili sa mga baga kahit na pagkatapos ng maximum na pagbuga.
n Hangin ng "nakakapinsala" o "patay" na espasyo – ang dami ng hangin na hindi nakikilahok sa gas exchange at matatagpuan sa itaas na bahagi ng breathing apparatus – lukab ng ilong, pharynx, trachea (20-30%).
n Ang kahulugan ng "nakakapinsalang" espasyo:
n 1) umiinit ang hangin (masaganang suplay ng mga daluyan ng dugo), na pumipigil sa hypothermia ng mga baga;
n 2) ang hangin ay dinadalisay at humidified (alveolar macrophage, maraming mucous glands);
n 3) na may pangangati ng mga pilikmata ciliated epithelium nangyayari ang pagbahing - pag-alis ng reflex mga nakakapinsalang sangkap;
n 4) mga receptor olfactory analyzer(“olfactory labyrinth”);
n 5) regulasyon ng dami ng inhaled air.
n Ang proseso ng pag-update ng gas composition ng alveolar air sa panahon ng paglanghap at pagbuga – kanin. 4. Miller's nomogram para sa pagtukoy ng wastong vital capacity ng mga baga .
n Ang intensity ng bentilasyon ay tinutukoy ng lalim ng inspirasyon at ang dalas mga paggalaw ng paghinga.
n Lalim ng paglanghap tinutukoy ng amplitude ng mga paggalaw ng dibdib, pati na rin sa pamamagitan ng pagsukat ng mga volume ng baga.
n Bilis ng paghinga binibilang ng bilang ng mga ekskursiyon sa dibdib sa isang tiyak na tagal ng panahon (4-5 beses mas kaunting dalas tibok ng puso).
n Kabayo (bawat minuto) – 8-16; Baka – 12-25; MRS – 12-16; baboy - 10-18; aso - 14-24; kuneho - 15-30; balahibo - 18-40.
n Minutong dami ng paghinga ay ang produkto ng tidal volume ng hangin at ang rate ng paghinga bawat minuto.
n Hal: kabayo: 5 l x 8 = 40 l
n Mga pamamaraan para sa pag-aaral ng paghinga:
n 1. Pneumography– pagpaparehistro ng mga paggalaw ng paghinga gamit ang pneumograph.
n 2. Spirometry– pagsukat ng tidal volume gamit ang mga spirometer.
Lektura 25.
Pisyolohiya ng paghinga 2.
1. Pagpapalitan ng gas sa pagitan ng alveoli at dugo. Estado ng mga gas ng dugo.
2. Transportasyon ng mga gas at mga salik na tumutukoy dito. Paghinga ng tissue.
3. Ang mga function ng baga ay hindi nauugnay sa gas exchange.
4. Regulasyon ng paghinga, sentro ng paghinga at mga katangian nito.
5. Mga kakaibang katangian ng paghinga sa mga ibon.
Pagpapalitan ng gas sa pagitan ng alveoli at dugo. Estado ng mga gas ng dugo.
Sa alveoli ng baga, ang O2 at CO2 ay ipinagpapalit sa pagitan ng hangin at ng dugo ng mga capillary ng sirkulasyon ng baga.
Ang na-exhaled na hangin ay naglalaman ng mas maraming O2 at mas kaunting CO2 kaysa sa alveolar air, dahil ang hangin ng mapaminsalang espasyo ay halo-halong kasama nito (7:1).
Ang dami ng gas diffusion sa pagitan ng alveoli at dugo ay natutukoy nang puro mga pisikal na batas, na tumatakbo sa isang gas-liquid system na pinaghihiwalay ng isang semi-permeable membrane.
Ang pangunahing kadahilanan na tumutukoy sa pagsasabog ng mga gas mula sa hangin alveoli papunta sa dugo at mula sa dugo papunta sa alveoli ay ang pagkakaiba bahagyang presyon, tumataas ang vital capacity (minsan kahit 30%). bahagyang gradient ng presyon. Ang pagsasabog ay nangyayari mula sa isang lugar na may mas mataas na bahagyang presyon hanggang sa isang lugar na may mas mababang presyon.
Gas komposisyon ng hangin
Bahagyang presyon(lat. bahagyang – bahagyang) - ito ang presyon ng isang gas sa isang halo ng mga gas na ibibigay nito sa parehong temperatura, na sumasakop sa buong volume
P = RA x a/100,
kung saan ang P ay ang bahagyang presyon ng gas, ang PA ay presyon ng atmospera, a ay ang dami ng gas na kasama sa halo sa %, 100 – %.
P O2 paglanghap = 760 x 21 / 100 = 159.5 mm Hg. Art.
P CO2 paglanghap. = 760 x 0.03 / 100 = 0.23 mm Hg. Art.
P N2 huminga. = 760 x 79 / 100 = 600.7 mm Hg. Art.
Ang pagkakapantay-pantay na P O2 o P CO2 ay hindi kailanman nangyayari sa nakikipag-ugnayang media. Mayroong patuloy na daloy sa baga sariwang hangin dahil sa mga paggalaw ng paghinga ng dibdib, habang sa mga tisyu ang pagkakaiba sa pag-igting ng gas ay pinananatili ng mga proseso ng oksihenasyon.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng partial pressure ng O2 sa alveolar air at ng venous blood ng baga ay: 100 - 40 = 60 mmHg, na nagiging sanhi ng diffusion ng O2 sa dugo. Na may pagkakaiba sa boltahe ng O2 1 mmHg. Art. Sa isang baka, 100-200 ml ng O2 ang pumapasok sa dugo sa loob ng 1 minuto. Ang average na pangangailangan ng isang hayop para sa O2 sa pamamahinga ay 2000 ml bawat 1 min. Mga pagkakaiba sa presyon ng 60 ml Hg. Art. higit pa sa sapat upang mababad ang dugo ng O2 kapwa sa pagpapahinga at sa panahon ng ehersisyo.
60 mmHg x 100-200 ml = 6000-12000 ml O2 bawat min
LECTURE Blg. 15. Physiology ng paghinga.
1.
2. Panlabas na paghinga(pulmonary ventilation).
3.
4. Transport ng mga gas (O2, CO2) sa pamamagitan ng dugo.
5. Pagpapalitan ng mga gas sa pagitan ng dugo at tissue fluid. Paghinga ng tissue.
6. Regulasyon ng paghinga.
1. Ang kakanyahan ng paghinga. Mga organo ng paghinga.
hininga physiological function, tinitiyak ang pagpapalitan ng gas sa pagitan ng katawan at ng panlabas na kapaligiran, at ang hanay ng mga organo na kasangkot sa pagpapalitan ng gas - ang sistema ng paghinga.
Ebolusyon sistema ng paghinga .
1.Sa mga single-celled na organismo Ang paghinga ay nangyayari sa pamamagitan ng ibabaw (membrane) ng cell.
2.Sa mas mababang multicellular na hayop Ang palitan ng gas ay nangyayari sa buong ibabaw ng panlabas at panloob (intestinal) na mga selula ng katawan.
3.Sa mga insekto ang katawan ay natatakpan ng isang cuticle at samakatuwid ang mga espesyal na tubo sa paghinga (tracheas) ay lumilitaw na tumagos sa buong katawan.
4.Sa isda Ang mga organ ng paghinga ay mga hasang - maraming dahon na may mga capillary.
5.Sa mga amphibian lumilitaw ang mga air sac (baga), kung saan ang hangin ay na-renew sa tulong ng mga paggalaw ng paghinga. Gayunpaman, ang pangunahing pagpapalitan ng mga gas ay nangyayari sa ibabaw ng balat at bumubuo ng 2/3 ng kabuuang dami.
6.Sa mga reptilya, ibon at mammal ang mga baga ay mahusay na binuo, at ang balat ay nagiging isang proteksiyon na takip at gas exchange sa pamamagitan nito ay hindi lalampas sa 1%. Sa mga kabayo sa taas pisikal na aktibidad Ang paghinga sa pamamagitan ng balat ay tumataas sa 8%.
Mga organo ng paghinga.
Ang respiratory apparatus ng mga mammal ay isang set ng mga organ na gumaganap ng air-conducting at gas-exchange functions.
Upper airways: lukab ng ilong, bibig, nasopharynx, larynx.
Mas mababang mga daanan ng hangin: trachea, bronchi, bronchioles.
Pag-andar ng pagpapalitan ng gas ginagampanan ng respiratory porous tissue - lung parenchyma. Ang istraktura ng tissue na ito ay kinabibilangan ng mga pulmonary vesicle - alveoli.
ang pader ng mga daanan ng hangin ay mayroon cartilaginous skeleton at ang kanilang lumen ay hindi kailanman humupa. Ang mauhog lamad ng respiratory tube ay may linya ciliated epithelium na may cilia. Trachea bago ang pasukan sa baga dichotomously ay nahahati sa dalawang pangunahing bronchi (kaliwa at kanan), na higit na nahahati at bumubuo puno ng bronchial. Ang dibisyon ay nagtatapos sa may hangganan (terminal) bronchioles (diameter hanggang 0.5-0.7 mm).
Mga baga matatagpuan sa lukab ng dibdib at may hugis ng pinutol na kono. Ang base ng baga ay nakaharap pabalik at katabi ng diaphragm. Ang labas ng baga ay natatakpan ng serous membrane - visceral pleura. parietal pleura(buto) nilinya ang lukab ng dibdib at mahigpit na nagsasama sa dingding ng kostal. Sa pagitan ng mga layer na ito ng pleura ay may parang slit-like space (5-10 microns) - pleural cavity napuno ng serous fluid. Ang espasyo sa pagitan ng kanan at kaliwang baga tinawag mediastinum. Dito matatagpuan ang puso, trachea, mga daluyan ng dugo at nerbiyos. Ang mga baga ay nahahati sa mga lobe, segment at lobules. Ang antas ng kalubhaan ng dibisyon na ito ay nag-iiba sa iba't ibang mga hayop.
Ang morphological at functional unit ng baga ay acinus (lat. acinus - grape berry). Kasama sa Acinus respiratory (respiratory) bronchiole at alveolar ducts, aling dulo mga alveolar sac. Ang isang acini ay naglalaman ng 400-600 alveoli; 12-20 acini ang bumubuo sa pulmonary lobe.
Alveoli – ito ay mga bula, ang panloob na ibabaw nito ay may linya na may isang solong layer patag na epithelium. Kabilang sa mga epithelial cells ay mayroong : alveolocytes ng 1st order, na, kasama ang endothelium ng mga capillary ng baga, ay nabuo air-blood barrier At alveocytes ng 2nd order gumanap pagpapaandar ng pagtatago, nagbubukod ng biyolohikal aktibong sangkap surfactant Surfactan (phospholipoproteins - surfactant) nilinya ang panloob na ibabaw ng alveoli, pinapataas ang pag-igting sa ibabaw at pinipigilan ang pagbagsak ng alveoli.
Mga pag-andar ng mga daanan ng hangin.
Airways(hanggang sa 30% ng inhaled air ay nananatili sa kanila) huwag makibahagi sa gas exchange at tinatawag "nakakapinsala" na espasyo. Gayunpaman, ang upper at lower airways ay may malaking papel sa buhay ng katawan.
Dito ang inhaled air ay pinainit, humidified at dinadalisay. Ito ay posible salamat sa mahusay na binuo mauhog lamad ng respiratory tract, na kung saan ay abundantly vascularized, naglalaman ng mga goblet cell, mucous glands at isang malaking bilang ng cilia ng ciliated epithelium. Bilang karagdagan, mayroong mga receptor para sa olfactory analyzer, mga receptor para sa mga proteksiyon na reflexes ng pag-ubo, pagbahin, pag-snorting at irritant (irritation) receptors.
Ang palitan ng gas sa pagitan ng katawan at panlabas na kapaligiran ay sinisiguro ng isang hanay ng mga mahigpit na pinag-ugnay na proseso na kasama sa istraktura ng paghinga ng mas mataas na mga hayop.
2. Panlabas na paghinga (pulmonary ventilation) isang patuloy na proseso ng pag-update ng komposisyon ng gas ng alveolar air, na isinasagawa kapag paglanghap at pagbuga.
Ang tissue ng baga ay walang mga aktibong elemento ng kalamnan at samakatuwid ang pagtaas o pagbaba nito sa dami ay nangyayari nang pasibo sa oras sa mga paggalaw ng dibdib (paglanghap, pagbuga). Ito ay dahil negatibong intrapleural pressure(sa ibaba ng atmospera: kapag humihinga sa pamamagitan ng 15-30 mm Hg. Art., kapag humihinga sa pamamagitan ng 4-6 mm Hg. Art.) sa isang hermetically selyadong lukab ng dibdib.
Ang mekanismo ng panlabas na paghinga.
Ang pagkilos ng paglanghap (lat. inspirasyon - inspirasyon) isinasagawa sa pamamagitan ng pagtaas ng dami ng dibdib. Ang inspiratory muscles (breathers) ay nakikibahagi dito: panlabas na intercostal na kalamnan at dayapragm. Sa panahon ng sapilitang paghinga, ang mga sumusunod na kalamnan ay isinaaktibo: levator ribs, scalene supracostalis, serratus dorsalis. Ang dami ng dibdib ay tumataas sa tatlong direksyon - vertical, sagittal (antero-posterior) at frontal.
Ang pagkilos ng pagbuga (lat. expiration - expiration) sa isang estado ng pisyolohikal na pahinga ay higit na pasibo sa kalikasan. Sa sandaling nakakarelaks ang mga kalamnan ng paglanghap, ang dibdib, dahil sa bigat nito at ang pagkalastiko ng mga cartilage ng costal, ay bumalik sa orihinal na posisyon nito. Ang diaphragm ay nakakarelaks at ang simboryo nito ay muling nagiging matambok.
Sa panahon ng sapilitang paghinga, ang pagkilos ng pagbuga ay pinadali ng mga expiratory na kalamnan: panloob na intercostal, panlabas at panloob na pahilig, transverse at rectus na mga kalamnan dingding ng tiyan, dorsal serrated exhalator.
Mga uri ng paghinga.
Depende sa pagbabago ng ilang mga kalamnan na kasangkot sa mga paggalaw ng paghinga, mayroong tatlong uri ng paghinga:
1 - thoracic (costal) na uri ng paghinga isinasagawa sa pamamagitan ng pag-urong ng mga panlabas na intercostal na kalamnan at mga kalamnan ng pectoral girdle;
2 – tiyan (diaphragmatic) na uri ng paghinga– nangingibabaw ang mga contraction ng diaphragm at mga kalamnan ng tiyan;
3 – halo-halong (costo-abdominal) na uri ng paghinga pinakakaraniwan sa mga hayop sa bukid.
Sa iba't ibang sakit maaaring magbago ang pattern ng paghinga. Sa mga sakit ng thoracic organ, ang diaphragmatic na uri ng paghinga ay nangingibabaw, at sa mga sakit ng mga organo ng tiyan, ang costal na uri ng paghinga ay nangingibabaw.
Dalas ng paghinga.
Ang rate ng paghinga ay tumutukoy sa dami mga ikot ng paghinga(inhale-exhale) sa loob ng 1 minuto.
Kabayo 8 - 12 Aso 10 - 30
Croup sungay. baka 10 - 30 Kuneho 50 - 60
Tupa 8 - 20 Manok 20 - 40
Baboy 8 - 18 Itik 50 - 75
Tao 10 - 18 Mouse 200
Pakitandaan na ang talahanayan ay nagpapakita ng mga average na halaga. Ang dalas ng paggalaw ng paghinga ay depende sa uri ng hayop, lahi, produktibo, functional na estado, oras ng araw, edad, temperatura ng kapaligiran, atbp.
May pagkakaiba sa pagitan ng kabuuang at vital na kapasidad ng baga. Vital na kapasidad Ang mga baga (VC) ay binubuo ng tatlong volume: paghinga at reserbang dami ng paglanghap at pagbuga.
1.Dami ng tidal- ito ang dami ng hangin na maaaring mahinahon, walang kahirap-hirap na huminga at huminga.
2.Dami ng reserbang inspirasyon - Ito ang hangin na maaari pang malanghap pagkatapos ng mahinahong paglanghap.
3.Dami ng reserbang expiratory- ito ang dami ng hangin na maaaring ilabas hangga't maaari pagkatapos ng tahimik na pagbuga.
Pagkatapos ng isang buong, pinakamalalim na pagbuga, ang ilang hangin ay nananatili sa mga baga - natitirang dami. Kabuuan ng vital capacity at natitirang dami pampaganda ng hangin kabuuang kapasidad ng baga.
Ang kabuuan ng natitirang dami ng hangin at ang expiratory reserve volume ay tinatawag alveolar air (functional residual capacity).
Mga volume ng baga (sa litro).
Taong Kabayo
1. Paghinga V 5-6 0.5
2. Reserve V inhalation 12 1.5
3. Reserve V exhalation 12 1.5
4. Nalalabi V 10 1
Bentilasyon- Ito ang pag-renew ng gas composition ng alveolar air sa panahon ng paglanghap at pagbuga. Kapag tinatasa ang intensity ng bentilasyon ng baga, gamitin dami ng minuto paghinga(ang dami ng hangin na dumadaan sa mga baga sa loob ng 1 minuto), na depende sa lalim at dalas ng paggalaw ng paghinga.
Sa kabayo dami ng tidal sa pahinga 5-6 litro , bilis ng paghinga 12 paggalaw sa paghinga bawat 1 minuto.
Kaya naman: 5 l.*12=60 litro minutong dami ng paghinga. para sa magaan na trabaho ito ay katumbas ng 150-200 litro, sa panahon ng pagsusumikap 400-500 litro.
Habang humihinga magkahiwalay na lugar Hindi lahat ng baga ay maaliwalas at may iba't ibang intensity. Samakatuwid sila ay nagkalkula koepisyent ng bentilasyon ng alveolar ay ang ratio ng inhaled air sa alveolar volume. Dapat itong isaalang-alang na kapag ang isang kabayo ay huminga ng 5 litro, 30% ng hangin ay nananatili sa mga daanan ng hangin na "nakakapinsalang espasyo".
Kaya, 3.5 litro ng inhaled air ay umabot sa alveoli (70% ng 5 litro dami ng tidal). Samakatuwid, ang alveolar ventilation coefficient ay 3.5 l.:22 l. o 1:6. Iyon ay, sa bawat tahimik na paghinga, 1/6 ng alveoli ay maaliwalas.
3. Pagsasabog ng mga gas (pagpapalitan ng mga gas sa pagitan ng alveolar air at dugo sa mga capillary ng sirkulasyon ng baga).
Ang palitan ng gas sa baga ay nangyayari bilang resulta ng pagsasabog carbon dioxide (CO 2) mula sa dugo papunta sa alveoli ng baga, at oxygen (O 2) mula sa alveoli papunta sa venous blood ng mga capillary ng pulmonary circulation. Nakalkula na ang tungkol sa 5% ng oxygen sa inhaled air ay nananatili sa katawan, at humigit-kumulang 4% ng carbon dioxide ay inilabas mula sa katawan. Ang nitrogen ay hindi nakikibahagi sa palitan ng gas.
Ang paggalaw ng mga gas ay puro natutukoy mga pisikal na batas (osmosis at diffusion), gumagana sa isang gas-liquid system na pinaghihiwalay ng isang semi-permeable membrane. Ang mga batas na ito ay batay sa bahagyang pagkakaiba ng presyon o bahagyang gradient ng presyon ng mga gas.
Bahagyang presyon (lat. partialis - bahagyang) ay ang presyon ng isang gas na kasama sa pinaghalong gas.
Ang pagsasabog ng mga gas ay nangyayari mula sa isang lugar nang higit pa mataas na presyon sa mas mababang lugar.
Bahagyang presyon ng oxygen sa alveolar air 102 mmrt. Art., carbon dioxide 40 mm Hg. Art. Pag-igting sa venous blood ng mga capillary ng baga O2 =40 mm Hg. Art., CO2=46 mm Hg. Art.
Kaya, ang bahagyang pagkakaiba sa presyon ay:
oxygen (O2) 102 – 40 = 62 mm Hg. Art.;
carbon dioxide (CO2) 46 – 40 = 6 mm Hg. Art.
Ang oxygen ay mabilis na pumapasok sa pamamagitan ng mga pulmonary membrane at ganap na pinagsama sa hemoglobin at ang dugo ay nagiging arterial. Ang carbon dioxide, sa kabila ng bahagyang pagkakaiba sa bahagyang presyon, ay mayroon mas mataas na rate ng pagsasabog (25 beses) mula sa venous blood papunta sa alveoli ng baga.
4. Transport ng mga gas (O 2, CO 2) sa pamamagitan ng dugo.
Ang oxygen, na dumadaan mula sa alveoli papunta sa dugo, ay nasa dalawang anyo - tungkol 3% na natunaw sa plasma at tungkol sa 97% ng mga pulang selula ng dugo ay pinagsama sa hemoglobin (oxyhemoglobin). Ang saturation ng dugo na may oxygen ay tinatawag oxygenation.
Mayroong 4 na iron atom sa isang molekula ng hemoglobin, samakatuwid, ang 1 molekula ng hemoglobin ay maaaring magkonekta ng 4 na molekula ng oxygen.
NNb+ 4О 2 ↔ ННb(O 2) 4
Oxyhemoglobin (HHb (O 2) 4) - nagpapakita ng ari-arian mahina, madaling mag-dissociating acid.
Ang dami ng oxygen na naroroon sa 100 mm ng dugo kapag ang hemoglobin ay ganap na na-convert sa oxyhemoglobin ay tinatawag kapasidad ng oxygen ng dugo. Ito ay itinatag na ang 1 g ng hemoglobin ay maaaring, sa karaniwan, magbigkis 1.34 mmoxygen. Alam ang konsentrasyon ng hemoglobin sa dugo, at ito ay nasa average 15 g. / 100 ml, Maaari mong kalkulahin ang kapasidad ng oxygen ng dugo.
15 * 1.34 = 20.4 vol.% (porsiyento ng volume).
Transport ng carbon dioxide sa dugo.
Ang transportasyon ng carbon dioxide sa dugo ay isang kumplikadong proseso na kinabibilangan pulang selula ng dugo (hemoglobin, carbonic anhydrase enzyme) at mga sistema ng buffer ng dugo.
Ang carbon dioxide ay matatagpuan sa dugo sa tatlong anyo: 5% - sa pisikal na natunaw na anyo; 10% - sa anyo ng carbohemoglobin; 85% - sa anyo ng potassium bicarbonates sa erythrocytes at sodium bicarbonates sa plasma.
Ang CO 2 na pumapasok sa plasma ng dugo mula sa tissue ay agad na nagkakalat sa mga pulang selula ng dugo, kung saan ang isang reaksyon ng hydration ay nangyayari sa pagbuo ng carbonic acid (H 2 CO 3) at ang paghihiwalay nito. Ang parehong mga reaksyon ay na-catalyzed ng enzyme carbonic anhydrase, na nakapaloob sa mga pulang selula ng dugo.
H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3
carbonic anhydrase
↓
H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -
Habang tumataas ang konsentrasyon ng mga bicarbonate ions (NSO 3 -) sa mga pulang selula ng dugo, ang isang bahagi ng mga ito ay kumakalat sa plasma ng dugo at pinagsama sa mga buffer system, na bumubuo ng sodium bikarbonate. (NaHCO 3). Ang iba pang bahagi ng HCO 3 ay nananatili sa mga pulang selula ng dugo at nagsasama may hemoglobin (carbohemoglobin) at may potassium cations - potassium bikarbonate (KHCO 3).
Sa mga capillary ng alveoli, ang hemoglobin ay pinagsama sa oxygen (oxyhemoglobin) - ito ay higit pa malakas na asido, na nag-aalis ng carbonic acid mula sa lahat ng mga compound. Sa ilalim ng impluwensya ng carbonic anhydrase, ang pag-aalis ng tubig nito ay nangyayari.
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2
Kaya, ang carbon dioxide ay natunaw at inilabas sa panahon ng dissociation ng carbohemoglobin ay kumakalat sa hangin sa alveolar.
5. Pagpapalitan ng mga gas sa pagitan ng dugo at tissue fluid. Paghinga ng tissue.
Ang pagpapalitan ng mga gas sa pagitan ng dugo at mga tisyu ay nangyayari sa parehong paraan dahil sa pagkakaiba sa bahagyang presyon ng mga gas (ayon sa mga batas ng osmosis at pagsasabog). Ang arterial blood na pumapasok dito ay puspos ng oxygen, ang boltahe nito ay 100 mmrt. Art. Sa tissue fluid, ang oxygen tension ay 20 - 40 mm Hg. Art., at sa mga selula ay bumababa ang antas nito sa 0.
Ayon sa pagkakabanggit: O 2 100 – 40 = 60 mm Hg. Art.
60 – 0 = 60 mm Hg. Art.
Samakatuwid, ang oxyhemoglobin ay kumukuha ng oxygen, na mabilis na pumasa sa tissue fluid at pagkatapos ay sa mga selula ng tissue.
Paghinga ng tissue ay isang proseso ng biological oxidation sa mga cell at tissue. Ang oxygen na pumapasok sa tissue ay apektado ng oksihenasyon ng mga taba, carbohydrates at protina. Ang enerhiya na inilabas sa kasong ito ay naiipon sa anyo macroergic bonds - ATP. Bilang karagdagan sa oxidative phosphorylation, ginagamit din ang oxygen sa panahon ng microsomal oxidation - sa microsomes ng endoplasmic reticulum ng mga cell. Fuck this panghuling produkto ang mga reaksyon ng oksihenasyon ay nagiging tubig at carbon dioxide.
Ang carbon dioxide, na natutunaw sa tissue fluid, ay lumilikha ng tensyon doon 60-70 mm Hg. Art., na mas mataas kaysa sa dugo (40 mmHg).
CO 2 70 - 40 = 30 mm Hg. Art.
Kaya, ang mataas na oxygen tension gradient at ang pagkakaiba sa bahagyang presyon ng carbon dioxide sa tissue fluid at dugo ay nagiging sanhi ng diffusion nito mula sa tissue fluid papunta sa dugo.
6. Regulasyon ng paghinga.
Sentro ng paghinga - ito ay isang hanay ng mga neuron na matatagpuan sa lahat ng bahagi ng central nervous system at kasangkot sa regulasyon ng paghinga.
Ang pangunahing bahagi ng "core" ng Mislavsky respiratory center na matatagpuan sa medulla oblongata, sa rehiyon ng reticular formation sa ilalim ng ikaapat na cerebral ventricle. Kabilang sa mga neuron ng sentro na ito ay may mahigpit na pagdadalubhasa (pamamahagi ng mga pag-andar). Ang ilang mga neuron ay kinokontrol ang pagkilos ng paglanghap, ang iba ay ang pagkilos ng pagbuga.
Bulbar respiratory tract mayroon si tra natatanging tampok – awtomatiko, na nagpapatuloy kahit na may kumpletong pagkabingi nito (pagkatapos ng pagtigil ng impluwensya mula sa iba't ibang mga receptor at nerbiyos).
Sa lugar pons matatagpuan "pneumotaxic center". Wala itong automaticity, ngunit nakakaimpluwensya ito sa aktibidad ng mga neuron ng Mislavsky respiratory center, na halili na nagpapasigla sa aktibidad ng mga neuron para sa pagkilos ng paglanghap at pagbuga.
Ang mga impulses ng nerbiyos ay napupunta mula sa respiratory center patungo sa mga motor neuron nuclei ng thoracoventral nerve (3-4 cervical vertebrae– sentro ng diaphragmatic na kalamnan) at sa mga motor neuron na matatagpuan sa lateral horns thoracic spinal cord (innervates ang panlabas at panloob na intercostal na kalamnan).
Sa mga baga (sa pagitan ng makinis na kalamnan mga daanan ng hangin at sa paligid ng mga capillary ng pulmonary circulation) mayroong tatlong grupo ng mga receptor: distensions at collapses, irritant, juxtacapillary. Ang impormasyon mula sa mga receptor na ito tungkol sa kondisyon ng mga baga (pag-unat, pagbagsak), ang kanilang pagpuno ng hangin, ang pagpasok ng mga irritant sa respiratory tract (gas, alikabok), ay nagbabago. presyon ng dugo sa pulmonary vessels, sa pamamagitan ng afferent nerves ay pumapasok ito sa respiratory center. Nakakaapekto ito sa dalas at lalim ng mga paggalaw ng paghinga, ang pagpapakita ng mga proteksiyon na reflexes ng pag-ubo at pagbahin.
Malaking halaga sa regulasyon ng paghinga ay mayroon humoral na mga kadahilanan. Ang mga vascular vessel ay tumutugon sa mga pagbabago sa komposisyon ng gas ng dugo reflexogenic zone ng carotid sinus, aorta at medulla oblongata.
Ang pagtaas sa konsentrasyon ng carbon dioxide sa dugo ay humahantong sa pagpapasigla ng respiratory center. Bilang isang resulta, ang paghinga ay nagiging mas mabilis - dyspnea (igsi sa paghinga). Ang pagbaba ng mga antas ng carbon dioxide sa dugo ay nagpapabagal sa ritmo ng paghinga - apnea.
Ano ang gas exchange? Halos walang buhay na nilalang ang magagawa kung wala ito. Ang pagpapalitan ng gas sa mga baga at tisyu, pati na rin ang dugo, ay nakakatulong sa pagpapakain ng mga selula sustansya. Salamat sa kanya, nakakatanggap tayo ng enerhiya at sigla.
Ano ang gas exchange?
Ang mga buhay na organismo ay nangangailangan ng hangin upang umiral. Ito ay pinaghalong maraming gas, ang pangunahing bahagi nito ay oxygen at nitrogen. Ang parehong mga gas na ito ay mahahalagang sangkap upang matiyak ang normal na paggana ng mga organismo.
Sa panahon ng ebolusyon iba't ibang uri nakagawa ng sarili nilang mga kagamitan para makuha ang mga ito, ang ilan ay nakabuo ng mga baga, ang iba ay may hasang, at ang iba ay ginagamit lamang balat. Sa tulong ng mga organ na ito, nangyayari ang palitan ng gas.
Ano ang gas exchange? Ito ay isang proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng panlabas na kapaligiran at mga buhay na selula, kung saan ang oxygen at carbon dioxide ay ipinagpapalit. Sa panahon ng paghinga, ang oxygen ay pumapasok sa katawan kasama ng hangin. Ang pagbubuhos ng lahat ng mga selula at tisyu, nakikilahok ito sa isang reaksiyong oxidative, na nagiging carbon dioxide, na pinalabas mula sa katawan kasama ng iba pang mga produktong metabolic.
Pagpapalitan ng gas sa baga
Araw-araw ay humihinga tayo ng higit sa 12 kilo ng hangin. Tinutulungan tayo ng mga baga dito. Ang mga ito ay ang pinaka-voluminous organ, na may kakayahang humawak ng hanggang 3 litro ng hangin sa isang buong malalim na paghinga. Ang palitan ng gas sa baga ay nangyayari sa tulong ng alveoli - maraming mga bula na magkakaugnay sa mga daluyan ng dugo.
Ang hangin ay pumapasok sa kanila sa pamamagitan ng upper respiratory tract, na dumadaan sa trachea at bronchi. Ang mga capillary na konektado sa alveoli ay kumukuha ng hangin at ipinamahagi ito sa buong sistema ng sirkulasyon. Kasabay nito, naglalabas sila ng carbon dioxide sa alveoli, na nag-iiwan sa katawan kasama ng pagbuga.
Ang proseso ng pagpapalitan sa pagitan ng alveoli at mga daluyan ng dugo ay tinatawag na bilateral diffusion. Ito ay nangyayari sa loob lamang ng ilang segundo at isinasagawa dahil sa pagkakaiba sa presyon. Ang oxygen-saturated atmospheric air ay may mas maraming oxygen, kaya dumadaloy ito sa mga capillary. Ang carbon dioxide ay may mas kaunting presyon, kung kaya't ito ay itinutulak sa alveoli.
Sirkulasyon
Kung wala sistema ng sirkulasyon Ang pagpapalitan ng gas sa mga baga at tisyu ay magiging imposible. Ang aming katawan ay napuno ng marami mga daluyan ng dugo iba't ibang haba at diameter. Ang mga ito ay kinakatawan ng mga arterya, ugat, capillary, venules, atbp. Ang dugo ay patuloy na umiikot sa mga sisidlan, na nagpapadali sa pagpapalitan ng mga gas at mga sangkap.
Ang pagpapalitan ng gas sa dugo ay nangyayari sa pamamagitan ng dalawang circulatory circuit. Kapag humihinga, ang hangin ay nagsisimulang gumalaw sa isang malaking bilog. Dinadala ito sa dugo sa pamamagitan ng paglakip sa isang espesyal na protina na tinatawag na hemoglobin, na matatagpuan sa mga pulang selula ng dugo.
Mula sa alveoli, ang hangin ay pumapasok sa mga capillary at pagkatapos ay sa mga arterya, dumiretso sa puso. Sa ating katawan ito ay gumaganap ng papel ng isang malakas na bomba, pumping oxygenated dugo sa mga tisyu at mga selula. Sila, sa turn, ay naglalabas ng dugo na puno ng carbon dioxide, na nagpapadala nito sa pamamagitan ng mga venules at mga ugat pabalik sa puso.
Dumadaan sa kanang atrium, venous blood nakumpleto malaking bilog. Nagsisimula ito sa kanang ventricle Ang dugo ay ibinubomba sa pamamagitan nito papunta Ito ay gumagalaw sa mga arterya, arterioles at mga capillary, kung saan ito ay nakikipagpalitan ng hangin sa alveoli upang simulan muli ang cycle.
Palitan ng tissue
Kaya, alam natin kung ano ang palitan ng gas sa pagitan ng mga baga at dugo. Parehong mga sistema ng transportasyon at pagpapalitan ng mga gas. Ngunit ang pangunahing papel ay kabilang sa mga tela. Ang mga pangunahing proseso na nagbabago sa komposisyon ng kemikal hangin.
Binabasa ang mga cell na may oxygen, na naglulunsad sa kanila isang buong serye mga reaksyon ng redox. Sa biology sila ay tinatawag na Krebs cycle. Para sa kanilang pagpapatupad, kinakailangan ang mga enzyme, na kasama rin ng dugo.
Sa proseso, ang sitriko, acetic at iba pang mga acid ay nabuo, mga produkto para sa oksihenasyon ng mga taba, amino acid at glucose. Isa ito sa ang pinakamahalagang yugto, na kasama ng palitan ng gas sa mga tisyu. Sa panahon ng kurso nito, ang enerhiya na kinakailangan para sa paggana ng lahat ng mga organo at sistema ng katawan ay pinakawalan.
Ang oxygen ay aktibong ginagamit upang isagawa ang reaksyon. Ito ay unti-unting nag-oxidize, nagiging carbon dioxide - CO 2, na inilabas mula sa mga selula at tisyu sa dugo, pagkatapos ay sa mga baga at kapaligiran.
Pagpapalitan ng gas sa mga hayop
Malaki ang pagkakaiba-iba ng istraktura ng katawan at organ system ng maraming hayop. Ang mga mammal ay ang pinakakatulad sa mga tao. Ang mga maliliit na hayop, tulad ng planaria, ay wala kumplikadong mga sistema para sa metabolismo. Ginagamit nila ang kanilang mga panlabas na saplot upang huminga.
Ginagamit ng mga amphibian ang kanilang balat, bibig, at baga upang huminga. Sa karamihan ng mga hayop na nakatira sa tubig, ang pagpapalitan ng gas ay isinasagawa gamit ang mga hasang. Ang mga ito ay manipis na mga plato na konektado sa mga capillary at nagdadala ng oxygen mula sa tubig papunta sa kanila.
Ang mga arthropod, tulad ng millipedes, woodlice, spider, at insekto, ay walang baga. Mayroon silang tracheae sa buong ibabaw ng kanilang katawan, na direktang nagdidirekta ng hangin sa mga selula. Ang sistemang ito ay nagpapahintulot sa kanila na kumilos nang mabilis nang hindi nakakaranas ng igsi ng paghinga at pagkapagod, dahil ang proseso ng pagbuo ng enerhiya ay nangyayari nang mas mabilis.
Pagpapalitan ng mga gas sa mga halaman
Hindi tulad ng mga hayop, ang pagpapalitan ng gas sa mga tisyu ng mga halaman ay kinabibilangan ng pagkonsumo ng parehong oxygen at carbon dioxide. Kumokonsumo sila ng oxygen sa panahon ng paghinga. Ang mga halaman ay walang mga espesyal na organo para dito, kaya ang hangin ay pumapasok sa kanila sa lahat ng bahagi ng katawan.
Bilang isang patakaran, ang mga dahon ay mayroon pinakamalaking lugar, at ang pangunahing dami ng hangin ay nahuhulog sa kanila. Ang oxygen ay pumapasok sa kanila sa pamamagitan ng maliliit na butas sa pagitan ng mga selula, na tinatawag na stomata, ay pinoproseso at pinalabas sa anyo ng carbon dioxide, tulad ng sa mga hayop.
Ang isang natatanging katangian ng mga halaman ay ang kanilang kakayahang mag-photosynthesize. Kaya, maaari nilang i-convert ang mga di-organikong sangkap sa mga organiko sa tulong ng liwanag at mga enzyme. Sa panahon ng photosynthesis, ang carbon dioxide ay hinihigop at ang oxygen ay ginawa, kaya ang mga halaman ay tunay na "pabrika" para sa pagpapayaman ng hangin.
Mga kakaiba
Ang pagpapalit ng gas ay isa sa mahahalagang tungkulin anumang buhay na organismo. Ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng paghinga at sirkulasyon ng dugo, na nagtataguyod ng pagpapalabas ng enerhiya at metabolismo. Ang mga kakaiba ng gas exchange ay hindi ito palaging nagpapatuloy sa parehong paraan.
Una sa lahat, ito ay imposible nang walang paghinga; Bilang resulta nito, ang katawan ay namamatay. Mayroong maraming mga sakit kung saan ang palitan ng gas ay may kapansanan. Ang mga tissue ay hindi tumatanggap ng sapat na oxygen, na nagpapabagal sa kanilang pag-unlad at paggana.
Ang hindi pantay na palitan ng gas ay sinusunod din sa malusog na tao. Ito ay tumataas nang malaki sa mahirap na trabaho kalamnan. Sa loob lamang ng anim na minuto ay naabot niya ang pinakamataas na kapangyarihan at dumikit dito. Gayunpaman, habang tumataas ang pagkarga, ang dami ng oxygen ay maaaring magsimulang tumaas, na magkakaroon din ng hindi kanais-nais na epekto sa kagalingan ng katawan.
Mga pagsubok
706-01. Ang mga Vertebrates na may tatlong silid na puso, na ang pagpaparami ay malapit na nauugnay sa tubig, ay nakagrupo sa klase
A) Bony fish
B) Mga mammal
B) Mga reptilya
D) Mga amphibian
Sagot
706-02. Anong klase ang kinabibilangan ng mga hayop, ang diagram ng istraktura ng puso na ipinapakita sa figure?
A) Mga insekto
B) cartilaginous na isda
B) Mga amphibian
D) Mga ibon
Sagot
706-03. Ang katangian na nagpapaiba sa mga amphibian sa isda ay
A) malamig na dugo
B) istraktura ng puso
B) pag-unlad sa tubig
D) saradong sistema ng sirkulasyon
Sagot
706-04. Ang mga amphibian ay naiiba sa isda sa pagkakaroon
A) utak
B) saradong sistema ng sirkulasyon
B) ipinares na mga baga sa mga matatanda
D) mga organo ng pandama
Sagot
706-05. Aling katangian sa mga nakalista ang nagpapakilala sa karamihan ng mga hayop sa klase ng Amphibian mula sa Mammals?
B) panlabas na pagpapabunga
B) sekswal na pagpaparami
D) paggamit ng aquatic na kapaligiran para sa tirahan
Sagot
706-06. Sa proseso ng ebolusyon, nakuha ang mga reptilya, hindi katulad ng mga amphibian,
A) saradong sistema ng sirkulasyon
B) mataas na pagkamayabong
SA) malaking itlog na may mga embryonic membrane
D) tatlong silid na puso
Sagot
706-07. Kung, sa proseso ng ebolusyon, nabuo ng isang hayop ang puso na ipinapakita sa figure, kung gayon ang mga organ ng paghinga ng hayop ay dapat na 
A) baga
B) balat
B) mga bag sa baga
D) hasang
Sagot
706-08. Sa anong pangkat ng mga hayop ang pagpaparami ay walang tubig?
A) walang bungo (lancelets)
B) payat na isda
B) amphibian
D) mga reptilya
Sagot
706-09. Sa anong mga hayop ganap na nabubuo ang embryo sa loob ng itlog?
A) payat na isda
B) mga buntot na amphibian
B) mga amphibian na walang buntot
D) mga reptilya
Sagot
706-10. Ang mga Vertebrates na may tatlong silid na puso, na ang pagpaparami ay hindi nauugnay sa tubig, ay nakagrupo sa klase
A) Bony fish
B) Mga mammal
B) Mga reptilya
D) Mga amphibian
Sagot
706-11. Ang mga Vertebrates na may hindi matatag na temperatura ng katawan, paghinga sa baga, isang tatlong silid na puso na may hindi kumpletong septum sa ventricle ay inuri bilang
A) payat na isda
B) amphibian
B) mga reptilya
D) cartilaginous na isda
Sagot
706-12. Ang mga reptilya, hindi tulad ng mga amphibian, ay may posibilidad
A) panlabas na pagpapabunga
B) panloob na pagpapabunga
B) pag-unlad sa pagbuo ng isang larva
D) paghahati ng katawan sa ulo, katawan at buntot
Sagot
706-13. Alin sa mga sumusunod na hayop ang cold-blooded?
A) mabilis na butiki
B) Amur tigre
B) steppe fox
D) karaniwang lobo
Sagot
706-14. Aling klase ang kinabibilangan ng mga hayop na may tuyong balat na may malibog na kaliskis at may tatlong silid na puso na may hindi kumpletong septum?
A) Mga reptilya
B) Mga mammal
B) Mga amphibian
D) Mga ibon
Sagot
706-15. Ang mga ibon ay naiiba sa mga reptilya sa pamamagitan ng pagkakaroon
A) panloob na pagpapabunga
B) gitnang sistema ng nerbiyos
B) dalawang bilog ng sirkulasyon ng dugo
G) pare-pareho ang temperatura katawan
Sagot
706-15. Anong tampok na istruktura ang katulad ng mga modernong reptilya at ibon?
A) mga buto na puno ng hangin
B) tuyong balat, walang mga glandula
B) rehiyon ng caudal sa gulugod
D) maliliit na ngipin sa mga panga
Sagot
706-16. Aling hayop ang may gas exchange sa pagitan hangin sa atmospera at dumadaloy ang dugo sa balat?
A) killer whale
B) triton
B) buwaya
D) pink na salmon
Sagot
706-17. Aling pangkat ng mga hayop ang may puso na binubuo ng dalawang silid?
A) isda
B) amphibian
B) mga reptilya
D) mga mammal
Sagot
706-18. Ang pag-unlad ng sanggol sa matris ay nangyayari sa
A) mga ibong mandaragit
B) mga reptilya
B) amphibian
D) mga mammal
Sagot
706-19. Ang mga kinatawan ng aling klase ng mga chordates ay nailalarawan sa pamamagitan ng paghinga ng balat?
A) Mga amphibian
B) Mga reptilya
B) Mga ibon
D) Mga mammal
Sagot
706-20. Ang tanda ng klase ng amphibian ay
A) chitinous na takip
B) hubad na balat
B) buhay na kapanganakan
D) magkapares na mga paa
Sagot
706-21. Sa anong mga katangian naiiba ang mga kinatawan ng klase ng Amphibian sa iba pang mga vertebrates?
A) gulugod at libreng mga paa
B) pulmonary breathing at ang pagkakaroon ng cloaca
B) hubad na mauhog na balat at panlabas na pagpapabunga
D) closed circulatory system at two-chamber heart
Sagot
706-22. Aling tampok sa mga nakalista ang nagpapakilala sa mga hayop ng klase Reptile mula sa mga hayop ng klase Mammals?
A) saradong sistema ng sirkulasyon
B) hindi matatag na temperatura ng katawan
C) pag-unlad nang walang pagbabago
D) paggamit ng kapaligiran sa lupa-hangin para sa tirahan
