Альвеолярлы және дем шығаратын ауа бар. Ауаның химиялық құрамы және оның гигиеналық маңызы. I. Ұйымдастыру кезеңі

Тыныс алудың мәні

Тыныс алу – организм мен оның сыртқы ортасы арасындағы тұрақты газ алмасудың өмірлік маңызды процесі. Тыныс алу процесінде адам одан сіңіреді қоршаған ортаоттегін бөліп, көмірқышқыл газын бөледі.

Ағзадағы заттардың түрленуінің барлық дерлік күрделі реакциялары оттегінің міндетті қатысуымен жүреді. Оттегісіз зат алмасу мүмкін емес, өмірді сақтау үшін үнемі оттегімен қамтамасыз ету қажет. Метаболизм нәтижесінде жасушалар мен тіндерде көмірқышқыл газы түзіледі, ол денеден шығарылуы керек. Елеулі соманың жинақталуы Көмір қышқыл газыдененің іші қауіпті. Көмірқышқыл газы қан арқылы тыныс алу мүшелеріне тасымалданады және деммен шығарылады. Ингаляция кезінде тыныс алу мүшелеріне түсетін оттегі қанға таралады және қан арқылы мүшелер мен тіндерге жеткізіледі.

Адам мен жануарлар организмінде оттегінің қоры жоқ, сондықтан оның ағзаға үздіксіз берілуі өмірлік қажеттілік болып табылады. Егер адам қажетті жағдайларда тамақсыз бір айдан астам, сусыз 10 күнге дейін өмір сүре алса, онда оттегінің жетіспеушілігінен 5-7 минут ішінде қайтымсыз өзгерістер орын алады.

Ингаляциялық, деммен шығарылатын және альвеолярлы ауаның құрамы

Ауыстыру және дем шығару арқылы адам өкпе көпіршіктерінде (альвеолаларда) салыстырмалы тұрақты газ құрамын сақтай отырып, өкпені желдетеді. Адам оттегінің мөлшері жоғары (20,9%) және көмірқышқыл газы аз (0,03%) атмосфералық ауамен тыныс алады және оттегі 16,3%, көмірқышқыл газы 4% болатын ауаны шығарады (8-кесте).

Альвеолярлы ауаның құрамы атмосфералық, ингаляциялық ауаның құрамынан айтарлықтай ерекшеленеді. Онда оттегі аз (14,2%) және көп саныкөмірқышқыл газы (5,2%).

Ауаның құрамына кіретін азот пен инертті газдар тыныс алуға қатыспайды, олардың деммен жұту, дем шығару және альвеолярлық ауадағы мөлшері бірдей дерлік.

Неліктен дем шығаратын ауада альвеолярлы ауаға қарағанда оттегі көп? Бұл дем шығару кезінде тыныс алу мүшелерінде, тыныс жолдарында болатын ауаның альвеолярлы ауамен араласуымен түсіндіріледі.

Газдардың парциалды қысымы және кернеуі

Өкпеде альвеолярлы ауадағы оттегі қанға, ал қандағы көмірқышқыл газы өкпеге түседі. Газдардың ауадан сұйыққа және сұйықтан ауаға ауысуы осы газдардың ауа мен сұйықтықтағы парциалды қысымының айырмашылығына байланысты болады. Жартылай қысым - бұл газ қоспасындағы берілген газдың үлесіне түсетін жалпы қысымның бөлігі. Қоспадағы газдың пайызы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым оның парциалды қысымы жоғары болады. Атмосфералық ауа, өздеріңіз білетіндей, газдар қоспасы. Атмосфералық ауа қысымы 760 мм рт.ст. Өнер. Атмосфералық ауадағы оттегінің парциалды қысымы 760 мм-ден 20,94%, яғни 159 мм; азот - 760 мм-ден 79,03%, яғни шамамен 600 мм; атмосфералық ауада көмірқышқыл газы аз - 0,03%, сондықтан оның парциалды қысымы 760 мм-ден 0,03% - 0,2 мм рт.ст. Өнер.

Сұйықтықта еріген газдар үшін бос газдар үшін қолданылатын «жартылай қысым» терминіне сәйкес «кернеу» термині қолданылады. Газ кернеуі қысыммен бірдей өлшем бірліктерімен көрсетіледі (мм.сын.бағ.). Егер қоршаған ортадағы газдың парциалды қысымы сол газдың сұйықтықтағы кернеуінен жоғары болса, онда газ сұйықтықта ериді.

Альвеолярлы ауадағы оттегінің парциалды қысымы 100-105 мм сын.бағ. Арт., ал өкпеге ағып жатқан қанда оттегінің кернеуі орта есеппен 60 мм Hg құрайды. Art., демек, өкпеде альвеолярлық ауадан оттегі қанға өтеді.

Газдардың қозғалысы диффузия заңдарына сәйкес жүреді, оған сәйкес газ парциалды қысымы жоғары ортадан қысымы төмен ортаға таралады.

Өкпедегі газ алмасу

Өкпедегі оттегінің альвеолярлы ауадан қанға өтуі және көмірқышқыл газының қаннан өкпеге өтуі жоғарыда сипатталған заңдылықтарға бағынады.

Орыстың ұлы физиологы Иван Михайлович Сеченовтың еңбегінің арқасында қанның газдық құрамын және өкпе мен ұлпадағы газ алмасу жағдайларын зерттеу мүмкін болды.

Өкпедегі газ алмасу альвеолярлы ауа мен қан арасында диффузия арқылы жүреді. Өкпе альвеолалары капиллярлардың тығыз торымен қоршалған. Альвеолалар мен капиллярлардың қабырғалары өте жұқа, бұл өкпеден газдардың қанға және керісінше енуіне ықпал етеді. Газ алмасуы газдардың диффузиясы жүзеге асырылатын беттің өлшеміне және диффузиялық газдардың парциалды қысымының (кернеуінің) айырмашылығына байланысты. Терең тыныс алғанда альвеолалар созылып, олардың беті 100-105 м 2 жетеді. Өкпедегі капиллярлардың беті де үлкен. Альвеолярлық ауадағы газдардың парциалды қысымы мен бұл газдардың веноздық қандағы кернеуі арасында жеткілікті айырмашылық бар (9-кесте).

9-кестеден веноздық қандағы газдардың кернеуі мен альвеолярлық ауадағы парциалды қысымының айырмашылығы оттегі үшін 110 - 40 = 70 мм сын.бағ. болатыны шығады. Арт., және көмірқышқыл газы үшін 47 - 40 = 7 мм Hg. Өнер.

Эмпирикалық түрде оттегі кернеуінің 1 мм рт.ст. айырмашылығымен анықтауға болады. Өнер. тыныштықтағы ересек адамда 1 минутта 25-60 мл оттегі қанға түсе алады. Тыныштықтағы адамға минутына шамамен 25-30 мл оттегі қажет. Сондықтан оттегі қысымының айырмашылығы 70 мм рт.ст. ст, оның қызметінің әртүрлі жағдайында ағзаны оттегімен қамтамасыз ету үшін жеткілікті: дене еңбегі, спорттық жаттығулар және т.б.

Қандағы көмірқышқыл газының диффузия жылдамдығы оттегінен 25 есе көп, сондықтан қысым айырмашылығы 7 мм рт.ст. Арт., көмірқышқыл газының қаннан ерекшеленуге уақыты бар.

Қандағы газдарды тасымалдау

Қан оттегі мен көмірқышқыл газын тасымалдайды. Қанда, кез келген сұйықтық сияқты, газдар екі күйде болуы мүмкін: физикалық еріген және химиялық байланысқан. Қан плазмасында оттегі де, көмірқышқыл газы да өте аз мөлшерде ериді. Оттегі мен көмірқышқыл газының көп бөлігі химиялық байланысқан күйде тасымалданады.

Оттегінің негізгі тасымалдаушысы – қандағы гемоглобин. 1 г гемоглобин 1,34 мл оттегін байланыстырады. Гемоглобиннің оттегімен қосылып, оксигемоглобин түзетін қасиеті бар. Оттегінің парциалды қысымы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым оксигемоглобин түзіледі. Альвеолярлы ауада оттегінің парциалды қысымы 100-110 мм сын.бағ. Өнер. Мұндай жағдайларда қандағы гемоглобиннің 97% оттегімен байланысады. Қан оттегін оксигемоглобин түрінде ұлпаларға жеткізеді. Мұнда оттегінің парциалды қысымы төмен, ал оксигемоглобин – нәзік қосылыс – тіндер пайдаланатын оттегін шығарады. Оттегінің гемоглобинмен байланысуына көмірқышқыл газының кернеуі де әсер етеді. Көмірқышқыл газы гемоглобиннің оттегімен байланысу қабілетін төмендетеді және оксигемоглобиннің диссоциациялануына ықпал етеді. Температураның жоғарылауы гемоглобиннің оттегімен байланысу қабілетін де төмендетеді. Белгілі болғандай, тіндердегі температура өкпеге қарағанда жоғары. Осы жағдайлардың барлығы оксигемоглобиннің диссоциациялануына көмектеседі, нәтижесінде қан химиялық қосылыстан босатылған оттегін ұлпа сұйықтығына шығарады.

Гемоглобиннің оттегін байланыстыру қасиеті өте маңызды маңыздылығыдене үшін. Кейде адамдар ең таза ауамен қоршалған денеде оттегінің жетіспеушілігінен өледі. Бұл сирек атмосферада оттегінің парциалды қысымы өте төмен болатын төмен қысымды ортада (жоғары биіктікте) жүрген адаммен болуы мүмкін. 1875 жылы 15 сәуірде үш аэронавт мінген Зенит шары 8000 м биіктікке жетті.Шар қонған кезде бір адам ғана аман қалды. Өлім себебі - биіктікте оттегінің парциалды қысымының күрт төмендеуі. Биік биіктікте (7-8 км) артериялық қан оның газдық құрамында веноздық қанға жақындайды; дененің барлық тіндері оттегінің өткір жетіспеушілігін сезіне бастайды, бұл ауыр зардаптарға әкеледі. 5000 м-ден жоғары өрмелеу әдетте арнайы оттегі құрылғыларын пайдалануды талап етеді.

Арнайы жаттығулармен дене атмосфералық ауадағы оттегінің азаюына бейімделе алады. Оқытылған адамда тыныс алу тереңдейді, қан түзу мүшелерінде және қан депосынан түзілуінің жоғарылауына байланысты қандағы эритроциттердің саны артады. Сонымен қатар, жүректің жиырылуы күшейеді, бұл қанның минуттық көлемінің ұлғаюына әкеледі.

Жаттығу үшін қысым камералары кеңінен қолданылады.

Көмірқышқыл газы қанда химиялық қосылыстар – натрий және калий бикарбонаттары түрінде тасымалданады. Көмірқышқыл газының байланысуы және оның қанмен бөлінуі оның ұлпалардағы және қандағы кернеуіне байланысты.

Сонымен қатар, қандағы гемоглобин көмірқышқыл газын тасымалдауға қатысады. Тіндік капиллярларда гемоглобин көмірқышқыл газымен химиялық қосылысқа енеді. Өкпеде бұл қосылыс көмірқышқыл газының бөлінуімен ыдырайды. Өкпеде бөлінетін көмірқышқыл газының шамамен 25-30% гемоглобинмен тасымалданады.

аспан денесі құйрық деп аталады?5) Астана, Алматы, Ақтау қалаларына ең жақын мұхиттар.Астана, Алматы, Ақтау қалаларынан ең алыс мұхиттар.6) Түс және дыбыс құбылысы немен өлшенеді?7) 10 қорықты көрсет?10) Жердің осін айнала толық шеңбері қаншаға тең?10) Жердің Күнді айнала толық шеңбері қанша?11) «Ең көп» өзендерді ата?Өсімдіктер?15) Қауымдастықтардың түрлерін ата? сіз білмейтіндеріңізді өткізіп жібере аласыз және сізге көп рахмет, бізде жақын арада жаратылыстану пәнінен емтихан бар және маған бұл өте қажет және барлық жасағандарыңыз үшін тағы бір рет рахмет

ЖӘНЕ БҰЛ КЕРЕК
БАРЛЫҚ НҰҚҚАЛАРДЫ БЕТТІҢІЗ
1. Қандай қан жасушалары оттегі мен көмірқышқыл газын тасымалдайды?
1) тромбоциттер 2) эритроциттер
3) лейкоциттер 4) лимфоциттер
2. Дем шығарылған ауа мен дем алған ауаның айырмашылығы неде?
1) азоттың, оттегінің және көмірқышқыл газының жоғары мөлшері
2) көмірқышқыл газы мен оттегінің аз болуы
және үлкен - азот
3) азот пен оттегінің аз болуы
4) оттегінің аз болуы, көмірқышқыл газының көп мөлшері және азоттың өзгермеген мөлшері
3. Өкпеде ненің арқасында газ алмасу жүреді?
1) диффузия 2) активті тасымалдау
3) пассивті тасымалдау 4) осмос
4. Жүйелі қан айналымы қай жерден басталады?
1) оң жақ жүрекше 2) сол жүрекше
3) сол жақ қарынша 4) оң қарынша
5. . ВК (өкпенің өмірлік сыйымдылығы) қандай аспаппен анықталады?
4) спирометр
6. Ағзалардың ішкі құрылысын қандай ғылым зерттейді?
1) анатомия 2) физиология
3) генетика 4) цитология
7. Тыныс алудың мағынасы – денені қамтамасыз ету
1) энергия
2) құрылыс материалы
3) қоректік заттардың резерві
4) витаминдер
8. Егер адам көп темекі шегетін болса, онда ол
1) өкпе көпіршіктеріндегі биологиялық белсенді заттардың мөлшері артады
2) зақымдану салдарынан өкпе көпіршіктері бір-біріне жабысады
оларды биологиялық белсенді заттардың қабықшасының ішінен қаптау
3) гемоглобиннің оттегін бекіту қабілеті жоғарылайды
4) өкпе көпіршіктері серпімділігін және тазарту қабілетін жоғалтады
9. Ағзадағы энергияның бөлінуіне әкеледі
1) білім органикалық қосылыстар
2) заттардың жасуша мембраналары арқылы диффузиясы
3) тотығу органикалық заттардененің жасушаларында
4) оксигемоглобиннің оттегі мен гемоглобинге ыдырауы
10. Темекі түтінінде 200-ден астам зиянды заттар бар,
оның ішінде көміртегі тотығы, ол
1) қанның қозғалу жылдамдығын төмендетеді
2) гемоглобинмен тұрақты байланыс түзеді
3) қанның ұюын арттырады
4) ағзаның антидене түзу қабілетін төмендетеді
11. Организмдер тіршілігіндегі тыныс алудың рөлі %
1) органикалық заттардың түзілуі және шөгуі
2) көмірқышқыл газын қоршаған ортадан сіңіру
3) олардың тіршілігіне қажетті энергияның бөлінуі
4) қоршаған ортадан органикалық заттардың сіңірілуі

12. Тыныс алу жолдарындағы ауаны жылытады
1) олардың қабырғалары кірпікшелі эпителиймен қапталған
2) олардың қабырғаларында шырыш бөлетін бездер болады
3) ұсақ қан тамырлары қабырғаларында тармақталады
4) өкпе көпіршіктері бір қабат жасушалардан тұрады
13. Адам көміртегі тотығымен уланғанда
1) дене жасушалары оттегін аз алады
2) өкпенің тіршілік сыйымдылығы төмендейді
3) эритроциттердің пішіні өзгереді
4) сіңіру процесі баяулайды қоректік заттар
14. Ересек дені сау адамның өкпесінің өмірлік сыйымдылығы бастап
1)1 2 л дейін 2)6 7 л дейін 3)3 5 л дейін 4)7 8 л дейін
15. Жүйелік қан айналымының веналарында сүтқоректілер мен адамдарда қандай қан ағады?
1) көмірқышқыл газымен қаныққан 2) оттегімен қаныққан
3) артериялық 4) аралас

№7 сабақ.

Тақырыбы: Сыртқы тыныс алу. Тыныс алу циклінің құрылымы.

Тыныс алу- организмнің оттегін тұтынуына және көмірқышқыл газының бөлінуіне әкелетін процестердің жиынтығы.

Адамдардың және жоғары сатыдағы жануарлардың тыныс алуы келесі процестерді қамтиды:

1. Сыртқы орта мен өкпе альвеолалары арасындағы ауа алмасуы.

2. Альвеолярлы ауа мен өкпе капиллярлары арқылы өтетін қан арасындағы газ алмасу.

3. Газдардың қан арқылы тасымалдануы.

4. Ұлпа капиллярларындағы қан мен ұлпалар арасындағы газ алмасу.

5. Жасушалардың оттегін тұтынуы және олардың көмірқышқыл газын бөлуі.

Сағат біржасушалы организмдергаз алмасу дененің бүкіл беті арқылы, жәндіктерде - бүкіл денені сіңдіретін трахея арқылы, балықтарда - желбезек арқылы жүреді. Қосмекенділерде газ алмасудың 2/3 бөлігі тері арқылы, 1/3 бөлігі өкпе арқылы жүреді. Сүтқоректілерде газ алмасу толығымен дерлік өкпеде және аздап тері және ас қорыту жолдары арқылы жүреді.

Сыртқы тыныс алу.

Ауыл шаруашылығы жануарларының өкпесі герметикалық жабылған кеуде қуысында орналасады, бұл жерде қысым теріс (атмосфералық деңгейден төмен). Ішінен кеуде қуысы плеврамен қапталған, оның бір парағы (париетальды) кеудеге іргелес, ал екіншісі (висцеральды) өкпені жабады. Олардың арасында тыныс алу және дем шығару кезінде өкпенің үйкелісін азайту үшін серозды сұйықтықпен толтырылған саңылау бар. Өкпеде бұлшықеттер жоқ және кеуде қуысының қозғалысын пассивті түрде бақылайды: соңғысы кеңейген кезде олар кеңейіп, ауаны сорып алады (дем алады), ал құлаған кезде олар басылады (дем шығару). Кеуде және диафрагманың тыныс алу бұлшықеттері тыныс алу орталығынан келетін импульстар есебінен жиырылады, бұл қалыпты тыныс алуды қамтамасыз етеді. Кеуде қуысын ашса, ауа плевра қуысына енеді (пневмоторакс) және ондағы қысым атмосфералық қысымға тең болады, нәтижесінде өкпе ыдырайды (ателектаз).

Плевра қуысында теріс қысым.

Жануарлардың ұрықтарында өкпе бүкіл кеуде қуысын толтырады. Газ алмасу плацента арқылы жүреді. Ұрықтың өкпесі тыныс алуға қатыспайды.

Туылғаннан кейін, бірінші тыныс алғанда, қабырғалар көтеріледі, бірақ ішінде бастапқы позицияқайтара алмайды, өйткені олар омыртқаларда бекітілген.

Өкпенің серпімді тіндері құлауға бейім, өкпе мен кеуде қуысы арасында қысым атмосфералық деңгейден төмен саңылау пайда болады. Сонымен, өкпе альвеолаларында қысым атмосфералық -760, плевра қуысында - 745-754 мм рт.ст. Бұл 10-30 мм өкпенің кеңеюін қамтамасыз етеді. Дем алған кезде кеуде қуысының көлемі ұлғаяды, қысым төмендейді, ауа өкпеге енеді. Кеуде құлаған кезде кеуде қуысы азаяды, ондағы қысым көтеріледі және ауа сыртқа шығарылады - дем шығару пайда болады.

астында жиілігітыныс алу 1 минуттағы тыныс алу циклдарының санын (ингаляция-дем шығару) түсінеді. Жануарлардың тыныс алу қозғалысының жиілігі зат алмасудың қарқындылығына, қоршаған ортаның температурасына, мал өнімділігіне және т.б.

Ірі жануарлар кішкентайларға қарағанда аз, жас жануарлар ересектерге қарағанда жиі тыныс алады. Жоғары өнімді сиырлар төмен өнімді сиырларға қарағанда жиі тыныс алады. Дене еңбегі, тамақ ішу, қозу тыныс алуды тездетеді.

Тыныс алу жиілігі

Жануарларда 1 мин

Тыныс алу актісіне сыртқы және ішкі қабырға аралық бұлшықеттер, диафрагма бұлшықеттері қатысады. Кеуде қуысының кеңеюіне қай бұлшықеттер көбірек қатысатынына байланысты тыныс алудың үш түрі ажыратылады: қабырға немесе кеуде (тыныс алғанда, сыртқы қабырға аралық бұлшықеттер негізінен жиырылады); абдоминальды, немесе диафрагматикалық (диафрагманың жиырылуына байланысты); кеуде және диафрагма бұлшықеттері тыныс алуға қатысқан кезде косабдоминальды. Жүктілік кезінде іш қуысы мүшелерінің аурулары, тыныс алу түрі кеудеге өзгереді, өйткені жануарлар ауру мүшелерді «қорғайды».

Тыныс алу кезінде кеуде кеңейіп, құлап кетеді. Тыныс алу қозғалысының жазбасы пневмограмма деп аталады, оның көмегімен тыныс алу жиілігі мен тереңдігін анықтауға болады.

Қорғаныс респираторлық рефлекстерге жөтелу, түшкіру, тыныс алуды тоқтату, күшейту немесе жеделдету жатады.

Жөтелу, түшкіру жоғарғы тыныс жолдарының рецепторларының механикалық бөлшектермен, шырышпен тітіркенуінен пайда болады. Жөтелу, түшкіру кезінде глоттис жабық күйде өткір дем шығару пайда болады, нәтижесінде тітіркендіргіш заттар жойылады.

Дененің жауабы тыныс алуды тоқтату болып табылады. Жануарға аммиакты, эфирді, хлорды немесе басқа өткір иісті заттарды жұтуға рұқсат етілсе, тыныс алудың тоқтауы орын алады, бұл тітіркендіргіштердің өкпеге енуіне жол бермейді.

Ауырсыну тітіркенуі алдымен кешігуді тудырады, содан кейін тыныс алуды арттырады.

Қандағы газдарды тасымалдау.

Дем алған кезде ауа өкпе альвеолаларына енеді, онда газ алмасу капиллярлар арқылы жүреді. Ингаляциялық ауа газдардың қоспасы: оттегі – 20,82%, көмірқышқыл газы – 0,03 және азот – 79,15%. Өкпедегі газ алмасу альвеолярлы ауа мен қандағы газдардың парциалды қысымының айырмашылығына байланысты қандағы көмірқышқыл газының альвеолярлық ауаға және альвеолярлы ауадан оттегінің қанға диффузиясы нәтижесінде жүреді.

Жартылай қысым- бұл қоспадағы сол немесе басқа газдың үлесіне жататын газ қоспасының жалпы қысымының бөлігі. Сонымен, веноздық қандағы көмірқышқыл газының кернеуі 46 мм рт.ст. Арт., ал альвеолярлы ауада – 40, өкпе альвеолаларында оттегі – 100 мм рт.ст. Арт., және веноздық қан - 90.

Қанға түскен оттегі плазмада 0,3 көл.% мөлшерінде ерітіледі, ал қалғандары гемоглобинмен байланысады, нәтижесінде тіндерде ыдырайтын оксигемоглобин түзіледі. 100 мл қан байланыстыра алатын оттегінің мөлшері деп аталады қанның оттегі сыйымдылығы. Бөлінген гемоглобин көмірқышқыл газымен байланысады (карбогемоглобин түзеді), көмірқышқыл газының 2,5 көл.% қан плазмасында ериді. Көмірқышқыл газы дем шығарған ауамен өкпеден шығарылады.

Дем алған және шығарылған ауаның құрамы

Ингаляция кезінде өкпеге түсетін атмосфералық ауа деп аталады ингаляцияланғанауа; дем шығару кезінде тыныс алу жолдары арқылы шығарылатын ауа, - дем шығарды. Дем шығарылған ауа – ауа қоспасы толтыруальвеолалар, - альвеолярлы ауа- тыныс алу жолдарындағы ауамен (мұрын қуысында, көмейде, трахеяда және бронхтарда). Ингаляциялық, деммен шығарылатын және альвеолярлы ауаның құрамы қалыпты жағдайларсау адамда ол айтарлықтай тұрақты және келесі сандармен анықталады (3-кесте).

Бұл көрсеткіштер әртүрлі жағдайларға (демалыс немесе жұмыс жағдайы және т.б.) байланысты біршама ауытқуы мүмкін. Бірақ кез келген жағдайда альвеолярлы ауа деммен жұтылатын ауадан оттегінің айтарлықтай төмен мөлшерімен және көмірқышқыл газының жоғары мөлшерімен ерекшеленеді. Бұл өкпе альвеолаларында оттегі қанға ауадан еніп, көмірқышқыл газы кері шығарылады.

Өкпедегі газ алмасужылы болуына байланысты өкпе альвеолалары және веноздық қанөкпеге ағып, оттегі мен көмірқышқыл газының қысымыәртүрлі: альвеолалардағы оттегінің қысымы қанға қарағанда жоғары, ал көмірқышқыл газының қысымы, керісінше, қандағы альвеолаларға қарағанда жоғары. Демек, өкпеде оттегі ауадан қанға, ал көмірқышқыл газы қаннан ауаға ауысады. Газдардың мұндай ауысуы белгілі бір физикалық заңдылықтармен түсіндіріледі: егер газдың сұйықтағы және оны қоршаған ауадағы қысымы әртүрлі болса, онда қысым теңестірілгенге дейін газ сұйықтан ауаға және керісінше өтеді.

3-кесте

Газдар қоспасында, яғни ауада, әрбір газдың қысымы осы газдың пайыздық мөлшерімен анықталады және деп аталады. ішінара қысым(латынның pars – бөлік сөзінен). Мысалы, атмосфералық ауа 760 мм сын.бағ. тең қысым көрсетеді. Ауадағы оттегінің мөлшері 20,94% құрайды. Атмосфералық оттегінің парциалды қысымы жалпы ауа қысымының 20,94%, яғни 760 мм және 159 мм сын.бағ. тең болады. Альвеолярлы ауадағы оттегінің парциалды қысымы 100 - 110 мм, ал веноздық қан мен өкпе капиллярларында - 40 мм болатыны анықталды. Көмірқышқыл газының парциалды қысымы альвеолаларда 40 мм, қанда 47 мм. Қан мен ауа газдары арасындағы парциалды қысымның айырмашылығы өкпедегі газ алмасуды түсіндіреді. Бұл процесте өкпе альвеолаларының қабырғаларының жасушалары және өкпенің қан капиллярлары белсенді рөл атқарады, олар арқылы газдардың өтуі жүреді.

Қандағы газдарды тасымалдау

Қан үздіксіз оттегіні өкпеден тіндерге, көмірқышқыл газын тіндерден өкпеге тасымалдайды. Өкпеден ағып жатқан артерия қанында газдардың сұйықтықтардағы еруінің физикалық заңдылықтары бойынша оттегі мөлшерінен әлдеқайда көп болады. Бұл түсіндіріледі көп бөлігіоттегі қанда еріген күйде емес, химиялық байланысқан күйде болады. Өкпе альвеолаларынан қан плазмасына түсетін оттегі қызыл қан жасушаларына белсенді түрде еніп, гемоглобинмен қосылып, нәзік химиялық қосылыс - оксигемоглобин түзеді. Оттегінің жаңа бөліктері альвеолалардан қан плазмасына, одан эритроциттерге гемоглобиннің барлығы дерлік оксигемоглобинге өткенше түседі. Қалыпты жағдайда атмосфералық ауамен тыныс алғанда гемоглобиннің 96% оксигемоглобинге айналады, нәтижесінде эритроциттер қан плазмасына қарағанда оттегі 60 есе көп болады. Бұл тіндерді алмасуға қажетті оттегінің мөлшерімен қамтамасыз етеді.

Тіндерде газ алмасу өкпедегідей принцип бойынша жүреді. Қан әртүрлі мүшелердің қан капиллярлары арқылы өткенде жоғары парциалды қысым аймағынан (қан плазмасы) оттегі төменгі парциалды қысым аймағына (тіндік сұйықтық) өтеді. Тіндік сұйықтықтан оттегі жасушаларға еніп, бірден енеді химиялық реакциялартотығу. Нәтижесінде жасушалардың ішіндегі оттегінің парциалды қысымы әрқашан нөлге тең болады. Оттегі қан плазмасынан шыққан кезде оксигемоглобин гемоглобинге айналады, плазмада оттегінің жеткілікті концентрациясын қамтамасыз етеді. Оксигемоглобиннің гемоглобинге айналуына көптеген факторлар ықпал етеді, атап айтқанда, қанның көмірқышқыл газымен қанығуы және органдардағы қан температурасының жоғарылауы (мысалы, олардың жиырылуы кезінде бұлшықеттерде).

Зат алмасу процесінде жасушаларда түзілген көмірқышқыл газы ұлпа сұйықтығына түсіп, онда жоғары парциалды қысым жасайды. Әртүрлі мүшелердің қан капиллярлары арқылы өтетін қанда көмірқышқыл газының парциалды қысымы әлдеқайда төмен, сондықтан көмірқышқыл газы ұлпа сұйықтығынан қанға өтеді. Қанның құрамында көмірқышқыл газы сұйықтықта еруіне байланысты мүмкін болатын мөлшерден әлдеқайда көп. Бұл сондай-ақ көмірқышқыл газының плазмада еріген күйінде ғана емес, сонымен қатар эритроцит гемоглобинімен және плазма тұздарымен химиялық қосылысқа түсуімен де анықталады. Арнайы ферменттің қатысуымен көмірқышқыл газы да қан плазмасының суымен салыстырмалы түрде оңай қосылып, көмірқышқылды түзеді, ол қайтадан көмірқышқыл газына және өкпедегі суға ыдырайды. Бұл тіндерде пайда болған барлық көмірқышқыл газын өткізу мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Оттегінен бас тартқан және көмірқышқыл газымен қаныққан қан веноздық деп аталады.

Веноздық қан өкпеге енеді, онда өкпе тынысы пайда болады.

Ингаляция және дем шығару механизмі

Тыныс алу актісі ырғақты қайталанатын ингаляция мен дем шығарудан тұрады.

Ингаляция жүргізіледі келесідей. Жүйке импульстарының әсерінен ингаляция актісіне қатысатын бұлшықеттер жиырылады: диафрагма, сыртқы қабырға аралық бұлшықеттер және т.б. Диафрагма жиырылуы кезінде төмен түседі (тегістеледі), бұл кеуде қуысының тік өлшемінің ұлғаюына әкеледі. Сыртқы қабырға аралық және кейбір басқа бұлшықеттердің жиырылуымен қабырғалар көтеріледі, ал кеуде қуысының алдыңғы артқы және көлденең өлшемдері ұлғаяды. Осылайша, бұлшықеттің жиырылуы нәтижесінде кеуде қуысының көлемі ұлғаяды (74-сурет). Плевра қуысында ауаның болмауына және ондағы қысымның теріс болуына байланысты, кеуде қуысының көлемінің ұлғаюымен бір мезгілде өкпе кеңейеді. Өкпе кеңейген кезде олардың ішіндегі ауа қысымы төмендейді (ол атмосфералық қысымнан төмен болады) және атмосфералық ауа тыныс алу жолдары арқылы өкпеге енеді. Демек, ингаляция кезінде келесі ретпен жүреді: бұлшықеттің жиырылуы - кеуде қуысының көлемінің ұлғаюы - өкпенің кеңеюі және өкпе ішіндегі қысымның төмендеуі - тыныс алу жолдары арқылы өкпеге ауа ағыны.

Күріш. 74. Тыныс алу кезіндегі кеуде қуысы мен диафрагмадағы өзгерістерді бейнелейтін схема

Ингаляциядан кейін дем шығару. Ингаляция актісіне қатысатын бұлшықеттер босаңсыйды (диафрагма бір мезгілде көтеріледі), қабырғалар ішкі қабырға аралық және басқа бұлшықеттердің жиырылуы нәтижесінде және олардың ауырлығына байланысты төмендейді. Кеуде қуысының көлемі азаяды (74-суретті қараңыз), өкпелер қысылады, олардағы қысым көтеріледі (атмосфералық қысымнан жоғары болады), ауа тыныс алу жолдары арқылы сыртқа шығады.

Тыныс алу қозғалыстары ырғақты. Тыныштық күйіндегі ересек адам минутына 16-20 тыныс қозғалысына ие. Балаларда олар жиі кездеседі (жаңа туған нәрестеде минутына шамамен 60). Әдетте, физикалық белсенділік, әсіресе нашар дайындалған адамдарда, тыныс алудың жоғарылауымен бірге жүреді. Көптеген ауруларда тыныс алу қозғалысының да жоғарылауы байқалады. Тыныс алудың жоғарылауы оның тереңдігінің төмендеуімен бірге жүруі мүмкін. Ұйқы кезінде тыныс алу баяулайды.

Тыныс алудың екі түрі бар: құрсақ (еркектерде басым) және кеуде (әйелдерде). Бірінші типте кеуде қуысының көлемі негізінен диафрагманың жиырылуы нәтижесінде (тік өлшемнің ұлғаюы), екіншісінде - басқа тыныс алу бұлшықеттерінің жиырылуы нәтижесінде (төменгі кеуде қуысының алдыңғы және көлденең өлшемдерінің ұлғаюы) ұлғаяды. кеуде).

Өкпенің өмірлік сыйымдылығы

Өкпенің функционалдық сипаттамалары үшін олардың өмірлік қабілетінің анықтамасы қолданылады. Өкпенің өмірлік сыйымдылығы – адамның терең тыныс алғанда дем шығара алатын ауа мөлшері. Орташа алғанда 3500 см3 құрайды. Өкпенің сыйымдылығының мәні көбінесе жаттығуға, жасына және жынысына байланысты.

Жүйелі дене шынықтыру және спорт өкпенің өмірлік сыйымдылығын арттыруға ықпал етеді (кейбір спортшыларда ол 6000 - 7000 см 3 жетеді). Әйелдерде өмірлік қабілеттілік ерлерге қарағанда орта есеппен аз; ол егде жастағы адамдарға қарағанда жастарда көбірек. Өкпенің өмірлік сыйымдылығын анықтау үшін арнайы құрылғы – спирометр қолданылады (75-сурет).

75-сурет. Спирометрия (зерттелуші терең дем шығарды)

Тыныштықпен тыныс алғанда бір тыныста өкпеге шамамен 500 см 3 ауа кіреді. Бұл көлем деп аталады ауамен тыныс алу. Тыныш дем шығарудан кейін максималды ингаляция кезінде ауа өкпеге тыныш деммен салыстырғанда орта есеппен 1500 см 3 көбірек түседі. Бұл ауа көлемі деп аталады қосымша. Қалыпты ингаляциядан кейін максималды дем шығару кезінде өкпеден қалыпты дем шығаруға қарағанда орта есеппен 1500 см 3 көбірек ауа шығаруға болады. Бұл ауа көлемі деп аталады резерв. Ауаның барлық үш көлемі - тыныс алу, қосымша және резервтік - және бірге құрайды өмірлік қабілеттілікөкпе; орта есеппен: 500 см 3 + 1500 см 3 + 1500 см 3 \u003d 3500 см 3 ауа.

Дем шығарғаннан кейін өкпеде ең терең, шамамен 1000 см 3 ауа қалады. Бұл көлем деп аталады қалдық ауа.

Қалдық ауаның болуына байланысты суға түсірілген өкпе батпайды. Туылғанға дейін ұрықта өкпе тынысы болмайды және өкпеде ауа болмайды. Мұндай өкпенің бір бөлігі суға батады. Ауа туғаннан кейін бірінші тыныс алғанда өкпеге енеді.

Пневмоторакс. Плевра зақымданған кеуде жарақаты кезінде атмосфералық ауа плевра қуысына енеді - пневмоторакс. Бұл жағдайда плевра қуысындағы қысым өкпедегідей болады. Өкпе өзінің серпімділігіне байланысты құлап, тыныс алуға қатыспайды. Медициналық тәжірибеде кейде плевра қуысына ауаны жасанды енгізуге (жасанды пневмоторакс) жүгінеді.

Тыныс алуды реттеу

Тыныс алуды реттеу механизмі өте күрделі. Схематикалық презентацияда ол келесіге дейін төмендейді. Сопақша мида тыныс алуды реттейтін жүйке жасушаларының шоғыры - тыныс алу орталығы бар. Оның болуын 1885 жылы орыс ғалымы Н.А.Миславский атап өткен.Тыныс алу орталығында екі бөлімді ажыратады: ингаляция бөлімі және дем шығару бөлімі. Екі бөлімнің қызметі бір-бірімен байланысты: ингаляция бөлімі қозғанда дем шығару бөлімі тежеледі және керісінше дем шығару бөлімі ингаляциялық бөлімнің тежелуімен бірге жүреді. Тыныс алуды реттеуге сопақша мида орналасқан тыныс алу орталығынан басқа көпірдегі және диэнцефалондағы жүйке жасушаларының арнайы жинақтары қатысады. Тыныс алу орталығы тыныс алу бұлшықеттеріне өз әсерін тигізеді, оған тыныс алу және дем шығару кезінде кеуде қуысының көлемінің өзгеруі тікелей емес, жұлын арқылы байланысты. Жұлында процестері (жүйке талшықтары) жұлын нервтерінің бөлігі ретінде тыныс алу бұлшықеттеріне баратын жасушалар топтары бар. Тыныс алу орталығы (ингаляция бөлімі) қозу кезінде жүйке импульстарыжұлынға, ал одан жүйкелер бойымен тыныс алу бұлшықеттеріне беріледі, олардың жиырылуын тудырады; нәтижесінде кеуде кеңейіп, дем алады. Тыныс алу орталығынан (ингаляциялық бөлімді тежеу ​​кезінде) жұлынға және одан тыныс алу бұлшықеттеріне импульстардың берілуін тоқтату бұл бұлшықеттердің босаңсуымен бірге жүреді; нәтижесінде кеуде қуысы құлап, дем шығару пайда болады.

Тыныс алу орталығында ингаляция мен дем шығарудың ырғақты кезектесуін тудыратын қозу мен тежелу күйінің кезектесіп өзгеруі (ингаляция және дем шығару) болады. Тыныс алу орталығының күйінің өзгеруі жүйке және гуморальды әсерлерге байланысты. Бұл жағдайда маңызды рөл өкпе рецепторларына және қандағы көмірқышқыл газына тиесілі. Ингаляция кезінде өкпелер созылады және осыған байланысты өкпе тініне енгізілген кезбе жүйке ұштары тітіркенеді. Рецепторларда пайда болған жүйке импульстары кезбе жүйке бойымен тыныс алу орталығына беріледі, дем шығару бөлімінің қозуын тудырады және сонымен бірге ингаляциялық бөлімді тежейді. Нәтижесінде тыныс алу орталығынан жұлынға импульстардың берілуі тоқтайды, дем шығару пайда болады. Дем шығарғанда өкпе тіндері ыдырайды, өкпенің рецепторлары тітіркенбейді, рецепторлардан нерв импульстары тыныс алу орталығына түспейді. Нәтижесінде дем шығару бөлімі тежелу жағдайына келеді, ал ингаляция бөлімі қозып, ингаляция жүреді. Содан кейін бәрі қайтадан қайталанады. Осылайша, тыныс алудың автоматты түрде өзін-өзі реттеуі жүзеге асырылады: ингаляция дем шығаруды тудырады, ал дем шығару ингаляцияны тудырады.

Көмірқышқыл газы тыныс алудың ерекше қоздырғышы болып табылады. Қандағы көмірқышқыл газының белгілі бір концентрацияға дейін жиналуымен қан тамырларының қабырғаларындағы арнайы рецепторлар тітіркенеді. Рецепторларда пайда болған импульстар жүйке талшықтары бойымен тыныс алу орталығына (шабыт бөлімі) беріледі және оның қозуын тудырады, бұл тыныс алудың тереңдеуімен және жеделдеуімен бірге жүреді. Сонымен қатар, көмірқышқыл газы тыныс алу орталығына да тікелей әсер етеді: тыныс алу орталығын қоршап тұрған қандағы көмірқышқыл газының концентрациясының жоғарылауы оның қозуын тудырады. Қандағы көмірқышқыл газының концентрациясының төмендеуі, керісінше, тыныс алу орталығының (дем алу бөлімі) қозғыштығының төмендеуімен бірге жүреді.

Егер қарқынды бұлшықет жұмысының нәтижесінде немесе басқа себептермен көмірқышқыл газының артық мөлшері қанға жиналса, онда тыныс алу орталығының қозуынан тыныс алу жылдам болады - ентігу пайда болады. Нәтижесінде көмірқышқыл газы ағзадан тез шығарылады және оның қандағы мөлшері қалыпты болады. Тыныс алу жиілігі де қалыпты болады. Көмірқышқыл газының жиналуы автоматты түрде оның тез кетуіне және сол арқылы тыныс алу орталығының (дем алу бөлімі) қозғыштығының төмендеуіне әкеледі.

Көмірқышқыл газының артық мөлшерімен бірге тыныс алу орталығының қозуы оттегінің, сондай-ақ қанға түсетін кейбір басқа заттардың, атап айтқанда, арнайы дәрілік заттардың жетіспеушілігінен де туындайды. Айта кету керек, тыныс алу орталығына рефлекторлық әсер қан тамырлары қабырғаларының рецепторлары мен өкпе рецепторларының тітіркенуімен ғана емес, сонымен қатар басқа да әсерлермен де (мысалы, мұрын шырышты қабығының тітіркенуі) әсер етеді. аммиак, терінің суық сумен тітіркенуі және т.б.).

Тыныс алу ми қыртысына бағынады, бұл адамның өз еркімен тыныс алуын (өте аз уақыт болса да) ұстай алатынын немесе оның тереңдігі мен жиілігін өзгерте алатынын көрсетеді. Тыныс алудың қыртыстық реттелуінің дәлелі сонымен қатар кезінде тыныс алудың жоғарылауы болып табылады эмоционалдық күйлер. Қорғаныс әрекеттері тыныс алумен байланысты: жөтел және түшкіру. Олар рефлексті түрде жүзеге асырылады және бұл рефлекстердің орталықтары сопақша мида орналасқан.

Жөтелкөмейдің, жұтқыншақтың немесе бронхтың шырышты қабығының тітіркенуіне жауап ретінде пайда болады (шаңның, тағамның және т.б. бөлшектердің түсуі кезінде). Терең тыныс алғаннан кейін жөтелу кезінде ауа тыныс алу жолдарынан күшпен сыртқа шығарылады және дауыс байламдарын қозғалысқа келтіреді (тәндік дыбыс пайда болады). Ауамен бірге тыныс алу жолдарын тітіркендіретін заттар жойылады.

Түшкіружөтел сияқты принцип бойынша мұрынның шырышты қабығының тітіркенуіне жауап ретінде пайда болады.

Жөтелу және түшкіру тыныс алудың қорғаныс рефлекстері болып табылады.

Тыныс алу физиологиясы

Тірі ағзаның тіршілік әрекеті оның О 2 сіңіруімен және СО 2 бөлінуімен байланысты. Осы себепті тыныс алу түсінігі О 2-нің сыртқы ортадан жасушаларға жеткізілуімен және жасушадан қоршаған ортаға СО 2 бөлінуімен байланысты барлық процестерді қамтиды.

Тыныс алу физиологиясы бойынша келесі процестерді түсінеді: сыртқы тыныс алу, өкпедегі газ алмасу, қан, ұлпа және жасушалық тыныс алу арқылы газдарды тасымалдау.

Сыртқы тыныс алуды адамның тыныс алу аппараты жүзеге асырады. Оған қозғалысқа келтіретін бұлшықеттері бар кеуде қуысы және тыныс алу жолдары бар өкпе кіреді. Негізгі тыныс алу бұлшықеттері диафрагма және қабырға аралық бұлшықеттер - ішкі және сыртқы.

Дем алған кезде диафрагманың бұлшықет талшықтары жиырылады, ол тегістеледі және төмен түседі. Бұл жағдайда кеуде тік бағытта ұлғаяды. Сыртқы қабырға бұлшық еттерінің жиырылуы қабырғаларды жоғары көтеріп, жан-жаққа, төс сүйекті алға қарай итереді. Бұл жағдайда кеуде көлденең және алдыңғы артқы бағытта кеңейеді. Кеуде қуысының кеңеюімен өкпе пассивті түрде кеңейеді атмосфералық қысымтыныс жолдары арқылы өкпенің ішкі бетіне әсер етеді. Өкпенің кеңеюімен олардағы ауа үлкен көлемде таралады және өкпе қуысындағы қысым атмосфералық қысымнан (3-4 мм сын. бағ.) төмен болады. Қысым айырмашылығы атмосфералық ауаның өкпеге ағып кетуіне себеп болады - ингаляция пайда болады.

Дем шығару тыныс алу бұлшықеттерінің босаңсуы нәтижесінде жүзеге асырылады. Олардың жиырылуы тоқтаған кезде кеуде төмен түсіп, бастапқы қалпына келеді. Босаңсыған диафрагма көтеріліп, күмбез пішінін алады. Кеңілген өкпенің көлемі азаяды. Барлығы бірге қабылданған өкпе ішілік қысымның жоғарылауына әкеледі. Өкпеден ауа шығады – дем шығару бар.

Өкпенің газ алмасуы немесе вентиляциясы – ϶ᴛᴏ бір минутта өкпе арқылы өтетін ауа көлемі – тыныс алудың минуттық көлемі. Тыныштықта ол 5-8 л/мин тең, бұлшықет жұмысымен ол артады.

Адам 20,94% оттегі, 78,03% азот және 0,03% көмірқышқыл газы бар атмосфералық ауаны жұтады. Дем шығарылған ауада оттегі аз (16,3%) және 4% көмірқышқыл газы болады. Дем алған және шығарылған ауадағы O 2 парциалды қысымының айырмашылығына байланысты ауадан оттегі өкпе альвеолаларына түседі. Веноздық қанның капиллярларындағы СО 2 парциалды қысымы 47 мм сын.бағ., ал альвеолалардағы СО 2 парциалды қысымы 40. Парциалды қысымның айырмашылығына байланысты веноздық қаннан СО 2 ауаға өтеді. Азот газ алмасуға қатыспайды. Өкпеде газ алмасу жағдайларының қолайлы болғаны сонша, қанның өкпе капиллярлары арқылы өту уақыты 1 секундқа жуық болғанымен, өкпеден ағып жатқан альвеолярлық қандағы газдардың кернеуі бұл ұзақ байланыстан кейін болады.

Өкпенің желдетуі жеткіліксіз болса және альвеолаларда СО 2 мөлшері жоғарыласа, қандағы СО 2 деңгейі де көтеріледі, бұл бірден тыныс алудың жоғарылауына әкеледі - ентігу.

Қандағы газдарды тасымалдау.

Газдар сұйықтықта өте аз ериді: 100 мл қан физикалық түрде шамамен 2% оттегі мен 3-4% көмірқышқыл газын еріте алады. Бірақ қызыл қан жасушаларында гемоглобин бар, ол O 2 және CO 2-ні химиялық байланыстыруға қабілетті. Гемоглобиннің оттегімен қосылуын әдетте артерия қанында болатын оксигемоглобин Hb + O 2 ®HbO 2 деп атайды. Оксигемоглобин күшті қосылыс емес, адам қанында гемоглобиннің шамамен 15% болатынын ескерсек, 100 мл қан 21 мл О 2-ге дейін әкелуі мүмкін. Бұл қанның оттегі сыйымдылығы деп аталады. Артериялық қанмен бірге оксигемоглобин ұлпалар мен жасушаларға жіберіледі, онда үздіксіз жүріп жатқан тотығу процестерінің нәтижесінде O 2 тұтынылады. Гемоглобин тіндерден бөлінетін көмірқышқыл газын алады және тұрақсыз HbCO 2 қосылысы - карбгемоглобин түзіледі. Шығарылған көмірқышқыл газының шамамен 10% осындай қосылысқа түседі. Қалғандары сумен қосылып, көмір қышқылына айналады. Бұл реакция эритроциттерде орналасқан арнайы фермент – карбоангидраза арқылы мыңдаған рет жеделдетіледі. Әрі қарай көмір қышқылыұлпа капиллярларында натрий және калий иондарымен әрекеттесіп, бикарбонаттар (NaHCO 3 , KHCO 3) түзеді. Бұл қосылыстардың барлығы өкпеге тасымалданады.

Гемоглобин әсіресе көміртегі тотығы CO 2 (көміртек тотығы) оңай қосылып, оттегін тасымалдауға қабілетсіз карбоксигемоглобинді түзеді. Оның гемоглобинге химиялық жақындығы O 2-ге қарағанда 300 есе дерлік жоғары. Сонымен, ауадағы СО концентрациясы 0,1% тең болса, қандағы гемоглобиннің 80% -ы оттегімен емес, көміртегі тотығымен байланысты болып шығады. Нәтижесінде адам ағзасында оттегі ашығуының белгілері пайда болады (құсу, бас ауруы, сананың жоғалуы). Көміртек тотығымен жеңіл улану қайтымды процесс: СО гемоглобиннен бірте-бірте бөлініп, таза ауамен тыныс алғанда сыртқа шығарылады. Ауыр жағдайларда өлім орын алады.

Ингаляциялық және шығарылатын ауаның құрамы – түсінігі және түрлері. «Ингаляциялық және шығарылатын ауаның құрамы» категориясының жіктелуі және ерекшеліктері 2017, 2018 ж.