Алвеоларният и издишаният въздух има. Химичен състав на въздуха и неговото хигиенно значение. I. Организационен момент

Значението на дъха

Дишането е жизненоважен процес на постоянен обмен на газове между тялото и външната му среда. В процеса на дишане човек поема от заобикаляща средакислород и отделят въглероден диоксид.

Почти всички сложни реакции на трансформация на вещества в тялото протичат със задължителното участие на кислород. Без кислород метаболизмът е невъзможен и постоянното снабдяване с кислород е необходимо за поддържане на живота. В резултат на метаболизма в клетките и тъканите се образува въглероден диоксид, който трябва да бъде отстранен от тялото. Натрупване на значително количество въглероден двуокисвътре в тялото е опасно. Въглеродният диоксид се пренася от кръвта до дихателните органи и се издишва. Кислородът, влизащ в дихателните органи по време на вдишване, дифундира в кръвта и се доставя от кръвта до органи и тъкани.

В човешкото и животинското тяло няма резерви от кислород, поради което непрекъснатото му снабдяване е жизненоважна необходимост. Ако човек в необходимите случаи може да живее без храна повече от месец, без вода до 10 дни, тогава при липса на кислород в рамките на 5-7 минути настъпват необратими промени.

Състав на вдишвания, издишван и алвеоларен въздух

Чрез последователно вдишване и издишване човек вентилира белите дробове, поддържайки относително постоянен газов състав в белодробните везикули (алвеоли). Човек диша атмосферен въздух с високо съдържание на кислород (20,9%) и ниско съдържание на въглероден диоксид (0,03%) и издишва въздух, в който кислородът е 16,3%, въглеродният диоксид е 4% (Таблица 8).

Съставът на алвеоларния въздух е значително различен от състава на атмосферния, вдишван въздух. Има по-малко кислород (14,2%) и голям бройвъглероден диоксид (5,2%).

Азотът и инертните газове, които са част от въздуха, не участват в дишането и съдържанието им във вдишвания, издишван и алвеоларен въздух е почти еднакво.

Защо в издишания въздух има повече кислород, отколкото в алвеоларния? Това се обяснява с факта, че по време на издишване въздухът, който се намира в дихателните органи, в дихателните пътища, се смесва с алвеоларния въздух.

Парциално налягане и напрежение на газовете

В белите дробове кислородът от алвеоларния въздух преминава в кръвта, а въглеродният диоксид от кръвта навлиза в белите дробове. Преходът на газове от въздух към течност и от течност към въздух се дължи на разликата в парциалното налягане на тези газове във въздуха и течността. Парциалното налягане е частта от общото налягане, която пада върху дела на даден газ в газова смес. Колкото по-висок е процентът газ в сместа, толкова по-високо е нейното парциално налягане. Атмосферният въздух, както знаете, е смес от газове. Атмосферно налягане 760 mm Hg. Изкуство. Парциалното налягане на кислорода в атмосферния въздух е 20,94% от 760 mm, т.е. 159 mm; азот - 79,03% от 760 mm, т.е. около 600 mm; в атмосферния въздух има малко въглероден диоксид - 0,03%, поради което парциалното му налягане е 0,03% от 760 mm - 0,2 mm Hg. Изкуство.

За газове, разтворени в течност, се използва терминът "напрежение", съответстващ на термина "парциално налягане", използван за свободните газове. Газовото напрежение се изразява в същите единици като налягането (в mmHg). Ако парциалното налягане на газа в околната среда е по-високо от напрежението на този газ в течността, тогава газът се разтваря в течността.

Парциалното налягане на кислорода в алвеоларния въздух е 100-105 mm Hg. Чл., а в кръвта, която тече към белите дробове, напрежението на кислорода е средно 60 mm Hg. Чл., Следователно в белите дробове кислородът от алвеоларния въздух преминава в кръвта.

Движението на газовете се извършва съгласно законите на дифузията, според които газът се разпространява от среда с високо парциално налягане към среда с по-ниско налягане.

Газообмен в белите дробове

Преходът в белите дробове на кислород от алвеоларния въздух в кръвта и потокът на въглероден диоксид от кръвта в белите дробове се подчиняват на законите, описани по-горе.

Благодарение на работата на великия руски физиолог Иван Михайлович Сеченов стана възможно да се изследва газовият състав на кръвта и условията на газообмен в белите дробове и тъканите.

Газообменът в белите дробове се осъществява чрез дифузия между алвеоларния въздух и кръвта. Алвеолите на белите дробове са заобиколени от гъста мрежа от капиляри. Стените на алвеолите и капилярите са много тънки, което допринася за проникването на газове от белите дробове в кръвта и обратно. Газообменът зависи от размера на повърхността, през която се извършва дифузията на газовете, и разликата в парциалното налягане (напрежение) на дифундиращите газове. При дълбоко вдишване алвеолите се разтягат и повърхността им достига 100-105 m 2. Повърхността на капилярите в белите дробове също е голяма. Има достатъчна разлика между парциалното налягане на газовете в алвеоларния въздух и напрежението на тези газове във венозната кръв (Таблица 9).

От таблица 9 следва, че разликата между напрежението на газовете във венозната кръв и парциалното им налягане в алвеоларния въздух е 110 - 40 = 70 mm Hg за кислород. чл., а за въглероден диоксид 47 - 40 = 7 mm Hg. Изкуство.

Емпирично беше възможно да се установи, че при разлика в напрежението на кислорода от 1 mm Hg. Изкуство. при възрастен човек в покой за 1 минута в кръвта може да попадне 25-60 ml кислород. Човек в покой се нуждае от около 25-30 мл кислород на минута. Следователно разликата в налягането на кислорода от 70 mm Hg. st, достатъчна за осигуряване на тялото с кислород при различни условия на неговата дейност: по време на физическа работа, спортни упражнения и др.

Скоростта на дифузия на въглеродния диоксид от кръвта е 25 пъти по-голяма от тази на кислорода, следователно с разлика в налягането от 7 mm Hg. Чл., въглеродният диоксид има време да се отдели от кръвта.

Пренасяне на газове в кръвта

Кръвта пренася кислород и въглероден диоксид. В кръвта, както във всяка течност, газовете могат да бъдат в две състояния: физически разтворени и химически свързани. И кислородът, и въглеродният диоксид се разтварят в много малки количества в кръвната плазма. Повечето от кислорода и въглеродния диоксид се транспортират в химически свързана форма.

Основният носител на кислород е хемоглобинът в кръвта. 1 g хемоглобин свързва 1,34 ml кислород. Хемоглобинът има способността да се свързва с кислорода, за да образува оксихемоглобин. Колкото по-високо е парциалното налягане на кислорода, толкова повече оксихемоглобин се образува. В алвеоларния въздух парциалното налягане на кислорода е 100-110 mm Hg. Изкуство. При тези условия 97% от хемоглобина в кръвта се свързва с кислорода. Кръвта пренася кислород до тъканите под формата на оксихемоглобин. Тук парциалното налягане на кислорода е ниско и оксихемоглобинът - крехко съединение - освобождава кислород, който се използва от тъканите. Свързването на кислорода от хемоглобина също се влияе от напрежението на въглеродния диоксид. Въглеродният диоксид намалява способността на хемоглобина да свързва кислорода и насърчава дисоциацията на оксихемоглобина. Повишаването на температурата също намалява способността на хемоглобина да свързва кислорода. Известно е, че температурата в тъканите е по-висока от тази в белите дробове. Всички тези състояния подпомагат дисоциацията на оксихемоглобина, в резултат на което кръвта освобождава отделения от химичното съединение кислород в тъканната течност.

Свойството на хемоглобина да свързва кислорода е жизненоважно важностза тялото. Понякога хората умират от липса на кислород в тялото, заобиколени от най-чистия въздух. Това може да се случи на човек, който се намира в среда с ниско налягане (на голяма надморска височина), където разредената атмосфера има много ниско парциално налягане на кислорода. На 15 април 1875 г. балонът Зенит, превозващ трима аеронавти, достига височина 8000 м. Когато балонът се приземява, само един човек оцелява. Причината за смъртта е рязко намаляване на парциалното налягане на кислорода на голяма надморска височина. На голяма надморска височина (7-8 км) артериалната кръв по своя газов състав се доближава до венозна кръв; всички тъкани на тялото започват да изпитват остър недостиг на кислород, което води до сериозни последствия. Изкачването над 5000 м обикновено изисква използването на специални кислородни устройства.

Със специално обучение тялото може да се адаптира към намаленото съдържание на кислород в атмосферния въздух. При трениран човек дишането се задълбочава, броят на еритроцитите в кръвта се увеличава поради повишеното им образуване в кръвотворните органи и от кръвното депо. В допълнение, сърдечните контракции се увеличават, което води до увеличаване на минутния обем на кръвта.

Барокамерите се използват широко за обучение.

Въглеродният диоксид се пренася в кръвта под формата на химични съединения - натриев и калиев бикарбонат. Свързването на въглеродния диоксид и освобождаването му от кръвта зависи от напрежението му в тъканите и кръвта.

В допълнение, кръвният хемоглобин участва в преноса на въглероден диоксид. В тъканните капиляри хемоглобинът влиза в химична комбинация с въглероден диоксид. В белите дробове това съединение се разгражда с отделянето на въглероден диоксид. Около 25-30% от въглеродния диоксид, отделен в белите дробове, се пренася от хемоглобина.

нарича ли се небесното тяло каудат? 5) Океаните, които са най-близо до Астана, Алмати, Актау. Океаните, които са най-отдалечени от Астана, Алмати, Актау. 6) В какво се измерва цветното и звуковото явление? 7) Избройте 10 резервата? 10) Колко е пълен кръг на земята около оста? 10) Колко е пълен кръг на земята около слънцето? 11) Избройте реките "най-много"? растения? 15) Избройте видовете съобщества? можете да пропуснете кои не знаете и много ви благодаря предварително, просто скоро имаме изпит по природни науки и наистина ми трябва и още веднъж много ви благодаря за всичко, което правите

И ТОВА Е НЕОБХОДИМО
ЯЗОВИР ВСИЧКИ ТОЧКИ
1. Какви кръвни клетки транспортират кислород и въглероден диоксид?
1) тромбоцити 2) еритроцити
3) левкоцити 4) лимфоцити
2. Каква е разликата между издишания и вдишания въздух?
1) високо съдържание на азот, кислород и въглероден диоксид
2) по-ниско съдържание на въглероден диоксид и кислород
и голям - азот
3) по-ниско съдържание на азот и кислород
4) по-ниско съдържание на кислород, голямо съдържание на въглероден диоксид и непроменено съдържание на азот
3. Поради какво се извършва обменът на газ в белите дробове?
1) дифузия 2) активен транспорт
3) пасивен транспорт 4) осмоза
4. Къде започва системното кръвообращение?
1) дясно предсърдие 2) ляво предсърдие
3) лява камера 4) дясна камера
5. . Какъв уред се използва за определяне на VC (жизнен капацитет на белите дробове)?
4)спирометър
6. Коя наука изучава вътрешната структура на организмите?
1) анатомия 2) физиология
3) генетика 4) цитология
7. Смисълът на дишането е да осигури на тялото
1) енергия
2) строителен материал
3) резервни хранителни вещества
4) витамини
8. Ако човек пуши много, значи той
1) количеството на биологично активните вещества в белодробните везикули се увеличава
2) белодробните везикули се слепват поради увреждане
облицовайки ги отвътре с филм от биологично активни вещества
3) повишава се способността на хемоглобина да свързва кислорода
4) белодробните везикули губят своята еластичност и способност да се очистват
9. Води до освобождаване на енергия в тялото
1) образование органични съединения
2) дифузия на вещества през клетъчните мембрани
3) окисление органична материяв клетките на тялото
4) разграждане на оксихемоглобина до кислород и хемоглобин
10. Цигареният дим съдържа над 200 вредни вещества,
включително въглероден окис, който
1) намалява скоростта на движение на кръвта
2) образува стабилна връзка с хемоглобина
3) повишава съсирването на кръвта
4) намалява способността на организма да произвежда антитела
11. Ролята на дишането в живота на организмите е да произвежда%
1) образуването и отлагането на органични вещества
2) абсорбция от околната среда на въглероден диоксид
3) освобождаването на необходимата за живота им енергия
4) усвояване на органични вещества от околната среда

12. Въздухът в дихателните пътища се затопля от факта, че
1) стените им са облицовани с цилиарен епител
2) в стените им има жлези, които отделят слуз
3) в стените им се разклоняват малки кръвоносни съдове
4) белодробните везикули се състоят от един слой клетки
13. Когато човек се отрови с въглероден оксид
1) телесните клетки получават по-малко кислород
2) жизненият капацитет на белите дробове намалява
3) формата на червените кръвни клетки се променя
4) процесът на усвояване се забавя хранителни вещества
14. Жизненият капацитет на белите дробове при възрастен здрав човек варира от
1)1 до 2 l 2)6 до 7 l 3)3 до 5 l 4)7 до 8 l
15. Какъв вид кръв при бозайници и хора тече във вените на системното кръвообращение?
1) наситени с въглероден диоксид 2) наситени с кислород
3) артериална 4) смесена

Урок номер 7.

Тема: Външно дишане. Структурата на дихателния цикъл.

Дъх- набор от процеси, които водят до консумация на кислород от тялото и освобождаване на въглероден диоксид.

Дишането при хората и висшите животни включва следните процеси:

1. Обмен на въздух между външната среда и алвеолите на белите дробове.

2. Обмен на газове между алвеоларния въздух и кръвта, протичаща през белодробните капиляри.

3. Транспорт на газове по кръвен път.

4. Обмен на газове между кръвта и тъканите в тъканните капиляри.

5. Консумация на кислород от клетките и освобождаването им от въглероден диоксид.

При едноклетъчни организмиобменът на газ се осъществява през цялата повърхност на тялото, при насекомите - през трахеята, която прониква в цялото тяло, при рибите - в хрилете. При земноводните 2/3 от газообмена се извършва през кожата и 1/3 през белите дробове. При бозайниците обмяната на газ се извършва почти изцяло в белите дробове и малко през кожата и храносмилателния тракт.

Външно дишане.

Белите дробове при селскостопанските животни се намират в херметически затворена гръдна кухина, където налягането е отрицателно (под атмосферното). Отвътре гръдната кухина е облицована с плевра, единият от които (париетален) е в съседство с гръдния кош, а другият (висцерален) покрива белите дробове. Между тях има празнина, пълна със серозна течност, за да се намали триенето на белите дробове по време на вдишване и издишване. Белите дробове са лишени от мускули и пасивно следват движението на гръдния кош: когато последният се разшири, те се разширяват и засмукват въздух (вдишване), а когато падат, се свиват (издишване). Дихателните мускули на гръдния кош и диафрагмата се свиват поради импулси, идващи от дихателния център, което осигурява нормално дишане. Ако отворите гръдния кош, въздухът навлиза в плевралната кухина (пневмоторакс) и налягането в него става равно на атмосферното, в резултат на което белите дробове се свиват (ателектаза).

Отрицателно налягане в плевралната кухина.

При животинските фетуси белите дробове изпълват цялата гръдна кухина. Обменът на газ се осъществява през плацентата. Белите дробове на плода не участват в дишането.

След раждането при първото вдишване ребрата се повдигат, но в начална позицияне могат да се върнат, тъй като са фиксирани в прешлените.

Еластичната тъкан на белите дробове има тенденция да пада, образува се празнина между белите дробове и гръдния кош, в която налягането е под атмосферното. И така, в алвеолите на белите дробове налягането е равно на атмосферното -760, в плевралната кухина - 745-754 mm Hg. Тези 10-30 мм осигуряват разширяването на белите дробове. Когато вдишвате, обемът на гръдната кухина се увеличава, налягането намалява, въздухът навлиза в белите дробове. Когато гръдният кош се свие, гръдната кухина намалява, налягането в нея се повишава и въздухът се изтласква навън - възниква издишване.

Под честотадъх разбират броя на дихателните цикли (вдишване-издишване) за 1 мин. Честотата на дихателните движения при животните зависи от интензивността на метаболизма, температурата на околната среда, продуктивността на животните и др.

Големите животни дишат по-рядко от малките, младите животни по-често от възрастните. Кравите с висока продуктивност дишат по-често от кравите с ниска продуктивност. Физическата работа, приемането на храна, вълнението ускоряват дишането.

Дихателна честота

При животни за 1 мин

В акта на дишане участват външните и вътрешните междуребрени мускули, мускулите на диафрагмата. В зависимост от това кои мускули участват повече в разширяването на гръдния кош, се разграничават три вида дишане: ребрено или гръдно (при вдишване външните междуребрени мускули се свиват главно); коремна или диафрагмална (поради свиване на диафрагмата); costabdominal, когато мускулите на гръдния кош и диафрагмата участват в дишането. По време на бременност, заболявания на коремните органи, видът на дишането се променя на гърдите, тъй като животните "защитават" болните органи.

При дишане гръдният кош се разширява и свива. Записът на дихателните движения се нарича пневмограма, която може да се използва за определяне на честотата и дълбочината на дишането.

Защитните респираторни рефлекси включват кашлица, кихане, спиране, увеличаване или ускоряване на дишането.

Кашлицата, кихането се появяват поради дразнене на рецепторите на горните дихателни пътища от механични частици, слуз. По време на кашлица, кихане се получава рязко издишване със затворен глотис, в резултат на което се отстраняват дразнещи вещества.

Реакцията на тялото е спиране на дишането. Ако на животно се позволи да вдишва амоняк, етер, хлор или други вещества с остра миризма, настъпва спиране на дишането, което предотвратява навлизането на дразнители в белите дробове.

Дразненето на болката първо причинява забавяне, а след това учестяване на дишането.

Пренасяне на газове в кръвта.

Когато вдишвате, въздухът навлиза в алвеолите на белите дробове, където през капилярите се извършва обмен на газ. Вдишаният въздух е смес от газове: кислород - 20,82%, въглероден диоксид - 0,03 и азот - 79,15%. Газообменът в белите дробове възниква в резултат на дифузията на въглероден диоксид от кръвта в алвеоларния въздух и кислород от алвеоларния въздух в кръвта поради разликата в парциалното налягане на газовете в алвеоларния въздух и кръвта.

Парциално налягане- това е частта от общото налягане на газовата смес, която се дължи на дела на един или друг газ в сместа. И така, напрежението на въглеродния диоксид във венозната кръв е 46 mm Hg. Чл., И в алвеоларния въздух - 40, кислород в алвеолите на белите дробове - 100 mm Hg. чл., а венозна кръв - 90.

Постъпилият в кръвта кислород се разтваря в плазмата в количество от 0,3 об.%, а останалата част се свързва с хемоглобина, в резултат на което се образува оксихемоглобин, който се разлага в тъканите. Количеството кислород, което 100 ml кръв може да свърже, се нарича кислороден капацитет на кръвта. Освободеният хемоглобин се свързва с въглероден диоксид (образувайки карбохемоглобин), 2,5 об.% въглероден диоксид се разтваря в кръвната плазма. Въглеродният диоксид се отделя от белите дробове с издишания въздух.

Състав на вдишвания и издишван въздух

Атмосферният въздух, влизащ в белите дробове по време на вдишване, се нарича вдишанивъздух; въздух, изпускан през дихателните пътища по време на издишване, - издишано. Издишаният въздух е смес от въздух пълнежалвеоли, - алвеоларен въздух- с въздух в дихателните пътища (в носната кухина, ларинкса, трахеята и бронхите). Състав на вдишвания, издишван и алвеоларен въздух нормални условияпри здрав човек тя е доста постоянна и се определя от следните числа (Таблица 3).

Тези цифри могат да варират до известна степен в зависимост от различни условия (състояние на почивка или работа и т.н.). Но при всички условия алвеоларният въздух се различава от вдишвания със значително по-ниско съдържание на кислород и по-високо съдържание на въглероден диоксид. Това се случва в резултат на факта, че в белодробните алвеоли кислородът навлиза в кръвта от въздуха и въглеродният диоксид се освобождава обратно.

Газообмен в белите дробовепоради факта, че в белодробни алвеоли и венозна кръвтече към белите дробове, налягане на кислород и въглероден диоксидразлично: налягането на кислорода в алвеолите е по-високо, отколкото в кръвта, а налягането на въглеродния диоксид, напротив, в кръвта е по-високо, отколкото в алвеолите. Следователно в белите дробове кислородът се прехвърля от въздуха към кръвта, а въглеродният диоксид се прехвърля от кръвта към въздуха. Такъв преход на газове се обяснява с определени физични закони: ако налягането на газ в течност и във въздуха около него е различно, тогава газът преминава от течност във въздух и обратно, докато налягането се балансира.

Таблица 3

В смес от газове, която е въздух, налягането на всеки газ се определя от процента на този газ и се нарича парциално налягане(от латинската дума pars - част). Например, атмосферен въздухупражнява налягане, равно на 760 mm Hg. Съдържанието на кислород във въздуха е 20,94%. Парциалното налягане на атмосферния кислород ще бъде 20,94% от общото атмосферно налягане, т.е. 760 mm, и равно на 159 mm Hg. Установено е, че парциалното налягане на кислорода в алвеоларния въздух е 100 - 110 mm, а във венозната кръв и капилярите на белите дробове - 40 mm. Парциалното налягане на въглеродния диоксид е 40 mm в алвеолите и 47 mm в кръвта. Разликата в парциалното налягане между кръвните и въздушните газове обяснява обмена на газ в белите дробове. В този процес активна роля играят клетките на стените на белодробните алвеоли и кръвоносните капиляри на белите дробове, през които се осъществява преминаването на газове.

Пренасяне на газове в кръвта

Кръвта непрекъснато пренася кислород от белите дробове към тъканите и въглероден диоксид от тъканите към белите дробове. Артериалната кръв, изтичаща от белите дробове, съдържа много повече кислород, отколкото трябва да бъде според физичните закони на разтварянето на газове в течности. Това се обяснява с повечето откислородът е в кръвта не в разтворено, а в химически свързано състояние. Кислородът, идващ от белодробните алвеоли в кръвната плазма, активно прониква в червените кръвни клетки и се комбинира с хемоглобина, образувайки крехко химично съединение - оксихемоглобин. Нови порции кислород идват от алвеолите в кръвната плазма, а от нея в червените кръвни клетки, докато почти целият хемоглобин премине в оксихемоглобин. При дишане на атмосферен въздух при нормални условия 96% от хемоглобина се превръща в оксихемоглобин и в резултат на това еритроцитите съдържат 60 пъти повече кислород от кръвната плазма. Това осигурява на тъканите необходимото количество кислород за обмен.

Обменът на газ в тъканите се извършва по същия принцип като в белите дробове. Когато кръвта преминава през кръвоносните капиляри на различни органи, кислородът от областта на високо парциално налягане (кръвна плазма) преминава в областта на ниско парциално налягане (тъканна течност). От тъканната течност кислородът навлиза в клетките и веднага навлиза в химична реакцияокисляване. В резултат на това парциалното налягане на кислорода в клетките винаги е нула. Когато кислородът напусне кръвната плазма, оксихемоглобинът се превръща в хемоглобин, осигурявайки достатъчна концентрация на кислород в плазмата. Много фактори допринасят за превръщането на оксихемоглобина в хемоглобин, по-специално насищането на кръвта с въглероден диоксид и повишаването на температурата на кръвта в органите (например в мускулите по време на тяхното свиване).

Въглеродният диоксид, образуван в клетките в процеса на метаболизма, навлиза в тъканната течност, създавайки високо парциално налягане в нея. В кръвта, протичаща през кръвоносните капиляри на различни органи, парциалното налягане на въглеродния диоксид е много по-ниско, така че въглеродният диоксид преминава от тъканната течност в кръвта. Кръвта съдържа много повече въглероден диоксид, отколкото е възможно поради разтварянето му в течността. Това се определя и от факта, че въглеродният диоксид е не само в разтворено състояние в плазмата, но и влиза в химична връзка с хемоглобина на еритроците и плазмените соли. С участието на специален ензим въглеродният диоксид също се свързва относително лесно с водата в кръвната плазма, образувайки въглеродна киселина, която отново се разлага на въглероден диоксид и вода в белите дробове. Това осигурява възможността за извеждане на целия въглероден диоксид, образуван в тъканите. Кръвта, която се е отказала от кислород и е наситена с въглероден диоксид, се нарича венозна.

Венозната кръв навлиза в белите дробове, където се получава белодробно дишане.

Механизъм на вдишване и издишване

Дихателният акт се състои от ритмично повтарящи се вдишвания и издишвания.

Извършва се инхалация по следния начин. Под въздействието на нервните импулси мускулите, участващи в акта на вдишване, се свиват: диафрагмата, външните междуребрени мускули и др. Диафрагмата се спуска (сплесква) по време на свиването си, което води до увеличаване на вертикалния размер на гръдната кухина. Със свиването на външните интеркостални и някои други мускули ребрата се издигат, докато предно-задните и напречните размери на гръдната кухина се увеличават. Така в резултат на свиване на мускулите обемът на гръдния кош се увеличава (фиг. 74). Поради факта, че в плевралната кухина няма въздух и налягането в нея е отрицателно, едновременно с увеличаване на обема на гръдния кош, белите дробове се разширяват. Когато белите дробове се разширяват, налягането на въздуха вътре в тях намалява (става по-ниско от атмосферното налягане) и атмосферният въздух се втурва през дихателните пътища в белите дробове. Следователно при вдишване последователно се случва следното: мускулна контракция - увеличаване на обема на гръдния кош - разширяване на белите дробове и намаляване на налягането вътре в белите дробове - потокът въздух през дихателните пътища в белите дробове.

Ориз. 74. Схема, изобразяваща промените в гръдния кош и диафрагмата по време на дишане

Издишването следва вдишването. Мускулите, участващи в акта на вдишване, се отпускат (диафрагмата се издига в същото време), ребрата, в резултат на свиване на вътрешните междуребрени и други мускули, и поради тяхната тежест, падат. Обемът на гръдния кош намалява (виж фиг. 74), белите дробове се компресират, налягането в тях се повишава (става по-високо от атмосферното) и въздухът изтича през дихателните пътища.

Дихателните движения са ритмични. Възрастен в спокойно състояние има 16-20 дихателни движения в минута. При децата те са по-чести (при новородено около 60 в минута). По правило физическата активност, особено при слабо обучени хора, е придружена от учестяване на дишането. При много заболявания се наблюдава и учестяване на дихателните движения. Повишеното дишане може да бъде придружено от намаляване на неговата дълбочина. По време на сън дишането се забавя.

Има два вида дишане: коремно (преобладава при мъжете) и гръдно (при жените). При първия тип обемът на гръдната кухина се увеличава главно в резултат на свиване на диафрагмата (увеличаване на вертикалния размер), при втория - в резултат на свиване на други дихателни мускули (увеличаване на предно-задните и напречните размери на гръден кош).

Жизнен капацитет на белите дробове

За функционалните характеристики на белите дробове се използва дефиницията на техния жизнен капацитет. Жизненият капацитет на белите дробове е количеството въздух, което човек може да издиша след дълбоко вдишване. Средно е 3500 cm3. Стойността на белодробния капацитет до голяма степен зависи от обучението, възрастта и пола.

Систематичното физическо възпитание и спортът допринасят за увеличаване на жизнения капацитет на белите дробове (при някои спортисти той достига 6000 - 7000 cm 3). При жените жизненият капацитет е средно по-малък, отколкото при мъжете; то е по-голямо при младите хора, отколкото при възрастните хора. За определяне на жизнения капацитет на белите дробове се използва специално устройство - спирометър (фиг. 75).

Фиг. 75. Спирометрия (субектът направи дълбоко издишване)

При спокойно дишане около 500 cm 3 въздух навлиза в белите дробове на един дъх. Този обем се нарича въздух за дишане. При максимално вдишване след спокойно издишване въздухът навлиза в белите дробове средно с 1500 cm 3 повече, отколкото при спокойно дишане. Този обем въздух се нарича допълнителен. При максимално издишване след нормално вдишване от белите дробове могат да бъдат отстранени средно 1500 cm 3 повече въздух, отколкото при нормално издишване. Този обем въздух се нарича резерв. И трите обема въздух - дихателен, допълнителен и резервен - и заедно съставляват жизнен капацитетбели дробове; средно: 500 cm 3 + 1500 cm 3 + 1500 cm 3 \u003d 3500 cm 3 въздух.

След издишване, дори и най-дълбокото, около 1000 cm 3 въздух остава в белите дробове. Този обем се нарича остатъчен въздух.

Поради наличието на остатъчен въздух белият дроб, спуснат във водата, не потъва. Преди раждането белодробното дишане липсва при плода и белите дробове не съдържат въздух. Парче от такъв бял дроб потъва във вода. Въздухът навлиза в белите дробове след раждането с първото вдишване.

Пневмоторакс. В случай на нараняване на гръдния кош с увреждане на плеврата, атмосферният въздух навлиза в плевралната кухина - пневмоторакс. В този случай налягането в плевралната кухина ще бъде същото като в белия дроб. Белият дроб, поради своята еластичност, колабира и не участва в дишането. В медицинската практика понякога прибягват до изкуствено въвеждане на въздух в плевралната кухина (изкуствен пневмоторакс).

Регулация на дишането

Механизмът на регулиране на дишането е много сложен. В схематично представяне се свежда до следното. В продълговатия мозък има клъстер от нервни клетки, които регулират дишането - дихателният център. Наличието му е отбелязано от руския учен Н. А. Миславски през 1885 г. В дихателния център се разграничават два отдела: вдишване и издишване. Функцията на двете секции е взаимосвързана: когато секцията за вдишване е възбудена, секцията за издишване се инхибира и, обратно, секцията за издишване е придружена от инхибиране на секцията за вдишване. В допълнение към дихателния център, който се намира в продълговатия мозък, в регулацията на дишането участват специални натрупвания на нервни клетки в моста и в диенцефалона. Дихателният център оказва влияние върху дихателните мускули, от които зависи промяната в обема на гръдния кош по време на вдишване и издишване не директно, а чрез гръбначния мозък. В гръбначния мозък има групи от клетки, чиито процеси (нервни влакна) отиват като част от гръбначните нерви към дихателните мускули. При възбуждане на дихателния център (отдел за вдишване). нервни импулсисе предават в гръбначния мозък, а оттам по нервите към дихателните мускули, предизвиквайки тяхното свиване; в резултат на това гръдният кош се разширява и вдишва. Прекратяването на предаването на импулси от дихателния център (по време на инхибиране на отдела за вдишване) към гръбначния мозък и от него към дихателните мускули е придружено от отпускане на тези мускули; в резултат на това гръдният кош се свива и се получава издишване.

В дихателния център има алтернативна промяна в състоянието на възбуда и инхибиране (вдишване и издишване), което причинява ритмично редуване на вдишване и издишване. Промените в състоянието на дихателния център зависят от нервни и хуморални влияния. В този случай важна роля принадлежи на рецепторите на белите дробове и въглеродния диоксид в кръвта. По време на вдишване белите дробове се разтягат и поради това се дразнят окончанията на блуждаещия нерв, вградени в белодробната тъкан. Нервните импулси, възникнали в рецепторите, се предават по блуждаещия нерв към дихателния център, причинявайки възбуждане на експираторната част и в същото време инхибиране на секцията за вдишване. В резултат на това предаването на импулси от дихателния център към гръбначния мозък спира, настъпва издишване. При издишване белодробната тъкан се свива, рецепторите на белия дроб не се дразнят, нервните импулси от рецепторите не навлизат в дихателния център. В резултат на това секцията за издишване влиза в състояние на инхибиране, докато секцията за вдишване се възбужда и се извършва вдишване. След това всичко се повтаря отново. По този начин се извършва автоматична саморегулация на дишането: вдишването предизвиква издишване, а издишването предизвиква вдишване.

Въглеродният диоксид е специфичен причинител на дишането. С натрупването на въглероден диоксид в кръвта до определена концентрация се дразнят специални рецептори в стените на кръвоносните съдове. Импулсите, възникнали в рецепторите, се предават по нервните влакна към дихателния център (отдел за вдъхновение) и предизвикват неговото възбуждане, което е придружено от задълбочаване и ускоряване на дишането. В допълнение, въглеродният диоксид също има пряк ефект върху дихателния център: увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид в кръвта около дихателния център предизвиква неговото възбуждане. Намаляването на концентрацията на въглероден диоксид в кръвта е придружено, напротив, от намаляване на възбудимостта на дихателния център (инспираторен участък).

Ако в резултат на интензивна мускулна работа или по други причини в кръвта се натрупа излишно количество въглероден диоксид, тогава поради възбуждането на дихателния център дишането се учестява - възниква задух. В резултат на това въглеродният диоксид бързо се отделя от тялото и съдържанието му в кръвта става нормално. Честотата на дишане също става нормална. Натрупването на въглероден диоксид автоматично води до бързото му отстраняване и по този начин до намаляване на възбудимостта на дихателния център (инспираторната част).

Наред с излишъка на въглероден диоксид, възбуждането на дихателния център се причинява и от липса на кислород, както и от някои други вещества, които влизат в кръвта, по-специално специални лекарствени вещества. Трябва да се отбележи, че рефлексният ефект върху дихателния център се упражнява не само чрез дразнене на рецепторите на стените на кръвоносните съдове и рецепторите на самите бели дробове, но и чрез други влияния (например дразнене на носната лигавица с амоняк, дразнене на кожата със студена вода и др.).

Дишането е подчинено на мозъчната кора, както се вижда от факта, че човек може доброволно да задържи дъха си (макар и за много кратко време) или да промени неговата дълбочина и честота. Доказателство за кортикалната регулация на дишането е също увеличаването на дишането по време на емоционални състояния. Защитните действия са свързани с дишането: кашлица и кихане. Те се осъществяват рефлекторно, като центровете на тези рефлекси се намират в продълговатия мозък.

кашлицавъзниква в отговор на дразнене на лигавицата на ларинкса, фаринкса или бронхите (когато там попаднат частици прах, храна и др.). При кашляне след дълбоко вдишване въздухът със сила се изтласква от дихателните пътища и привежда в движение гласните струни (получава се характерен звук). Заедно с въздуха се отстранява това, което е раздразнило дихателните пътища.

киханевъзниква в отговор на дразнене на носната лигавица на същия принцип като кашлицата.

Кашлицата и кихането са защитни дихателни рефлекси.

Физиология на дишането

Жизнената дейност на живия организъм е свързана с абсорбцията на O 2 и отделянето на CO 2. Поради тази причина концепцията за дишане включва всички процеси, свързани с доставянето на O 2 от външната среда в клетките и освобождаването на CO 2 от клетката в околната среда.

Под физиологията на дишането се разбират следните процеси: външно дишане, обмен на газ в белите дробове, транспорт на газове чрез кръв, тъканно и клетъчно дишане.

Външното дишане се осъществява от дихателния апарат на човека. Включва гръдния кош с мускулите, които го привеждат в движение и белите дробове с дихателните пътища. Основните дихателни мускули са диафрагмата и междуребрените мускули – вътрешни и външни.

Когато вдишвате, мускулните влакна на диафрагмата се свиват, тя се сплесква и пада надолу. В този случай гърдите се увеличават във вертикална посока. Съкращението на външните ребрени мускули повдига ребрата и ги избутва настрани, а гръдната кост напред. В този случай гръдният кош се разширява в напречна и предно-задна посока. С разширяването на гръдната кухина белите дробове пасивно се разширяват поради атмосферно наляганедействайки през дихателните пътища към вътрешната повърхност на белите дробове. С разширяването на белите дробове въздухът в тях се разпределя в по-голям обем и налягането в белодробната кухина става по-ниско от атмосферното (с 3-4 mm Hg). Разликата в налягането е причината атмосферният въздух да започне да тече в белите дробове - възниква вдишване.

Издишването се извършва в резултат на отпускане на дихателните мускули. Когато свиването им спре, гръдният кош се спуска и се връща в първоначалното си положение. Отпуснатата диафрагма се издига и приема формата на купол. Разширените бели дробове намаляват обема си. Всичко взето заедно води до повишаване на вътребелодробното налягане. Въздухът излиза от белите дробове навън - има издишване.

Газообмен или вентилация на белите дробове - ϶ᴛᴏ обемът въздух, преминаващ през белите дробове за една минута - минутният обем на дишането. В покой е равен на 5-8 l / min, с мускулна работа се увеличава.

Човек вдишва атмосферен въздух, който съдържа 20,94% кислород, 78,03% азот и 0,03% въглероден диоксид. Издишаният въздух съдържа по-малко кислород (16,3%) и 4% въглероден диоксид. Поради разликата в парциалното налягане на O 2 във вдишания и издишания въздух, кислородът от въздуха навлиза в алвеолите на белите дробове. Парциалното налягане на CO 2 в капилярите на венозната кръв е 47 mm Hg, а парциалното налягане на CO 2 в алвеолите е 40. Поради разликата в парциалното налягане CO 2 от венозната кръв отива във въздуха. Азотът не участва в газообмена. Условията за обмен на газ в белите дробове са толкова благоприятни, че въпреки факта, че времето за преминаване на кръвта през капилярите на белите дробове е около 1 секунда, напрежението на газовете в алвеоларната кръв, изтичаща от белите дробове, е същото като би било след продължителен контакт.

Ако вентилацията на белите дробове е недостатъчна и съдържанието на CO 2 се увеличи в алвеолите, тогава нивото на CO 2 в кръвта също се повишава, което веднага води до учестяване на дишането - задух.

Пренасяне на газове в кръвта.

Газовете са много слабо разтворими в течност: 100 ml кръв могат физически да разтворят около 2% кислород и 3-4% въглероден диоксид. Но червените кръвни клетки съдържат хемоглобин, който е в състояние да свързва химически O 2 и CO 2. Комбинацията от хемоглобин с кислород обикновено се нарича оксихемоглобин Hb + O 2 ®HbO 2, който се съдържа в артериалната кръв. Оксихемоглобинът не е силно съединение, тъй като човешката кръв съдържа около 15% хемоглобин, тогава 100 ml кръв може да донесе до 21 ml O2. Това е така нареченият кислороден капацитет на кръвта. Оксихемоглобинът с артериална кръв се изпраща до тъканите и клетките, където в резултат на непрекъснато протичащи окислителни процеси се консумира O 2. Хемоглобинът поема отделения от тъканите въглероден диоксид и се образува нестабилно съединение HbCO 2 - карбхемоглобин. Около 10% от освободения въглероден диоксид влиза в такова съединение. Останалото се свързва с вода и се превръща във въглена киселина. Тази реакция се ускорява хиляди пъти от специален ензим – карбоанхидраза, намиращ се в червените кръвни клетки. По-нататък карбонова киселинав тъканните капиляри реагира с натриеви и калиеви йони, образувайки бикарбонати (NaHCO3, KHCO3). Всички тези съединения се транспортират до белите дробове.

Хемоглобинът се свързва особено лесно с въглероден оксид CO 2 (въглероден оксид), за да образува карбоксихемоглобин, който не е в състояние да пренася кислород. Неговият химичен афинитет към хемоглобина е почти 300 пъти по-висок от този към O 2 . И така, при концентрация на CO във въздуха, равна на 0,1%, около 80% от хемоглобина в кръвта се оказва свързан не с кислород, а с въглероден оксид. В резултат на това в човешкото тяло се появяват симптоми на кислороден глад (повръщане, главоболие, загуба на съзнание). Лекото отравяне с въглероден окис е обратим процес: CO постепенно се отделя от хемоглобина и се отделя при дишане на чист въздух. В тежки случаи настъпва смърт.

Състав на вдишвания и издишван въздух - понятие и видове. Класификация и особености на категория „Състав на вдишвания и издишван въздух” 2017, 2018г.