Atmosfer arasında hangi hayvanın gaz alışverişi vardır? Yaşayan doğanın atmosferi ve nefesi
Gaz değişimi nedir? Onsuz neredeyse hiçbir şey yapılamaz Yaşayan varlık. Akciğerlerde, dokularda ve kandaki gaz değişimi hücrelerin beslenmesine yardımcı olur besinler. Onun sayesinde enerji ve canlılık alıyoruz.
Gaz değişimi nedir?
Canlı organizmaların var olabilmesi için havaya ihtiyacı vardır. Ana payları oksijen ve nitrojen olan birçok gazın karışımıdır. Bu gazların her ikisi de organizmaların normal işleyişini sağlamak için gerekli bileşenlerdir.
Evrim sırasında farklı şekiller bunları elde etmek için kendi cihazlarını geliştirmişler, bazılarının akciğerleri gelişmiş, bazılarının solungaçları var, bazıları ise sadece deri. Bu organların yardımıyla gaz değişimi gerçekleşir.
Gaz değişimi nedir? Bu bir etkileşim sürecidir dış ortam ve oksijen ve karbondioksit değişiminin meydana geldiği canlı hücreler. Nefes alma sırasında oksijen vücuda havayla birlikte girer. Tüm hücreleri ve dokuları doyurarak oksidatif reaksiyona katılarak karbon dioksit diğer metabolik ürünlerle birlikte vücuttan atılır.
Akciğerlerde gaz değişimi
Her gün 12 kilogramdan fazla havayı soluyoruz. Akciğerler bu konuda bize yardımcı olur. Tek bir derin nefeste 3 litreye kadar hava tutabilen en hacimli organlardır. Akciğerlerde gaz değişimi alveollerin yardımıyla gerçekleşir - iç içe geçmiş çok sayıda kabarcık kan damarları.
Hava onlara üst kısımdan girer Hava yolları, trakea ve bronşlardan geçerek. Alveollere bağlı kılcal damarlar havayı alır ve dolaşım sistemi boyunca dağıtır. Aynı zamanda nefesle birlikte vücudu terk eden alveollere karbondioksit salarlar.
Alveoller ve kan damarları arasındaki değişim sürecine iki taraflı difüzyon denir. Sadece birkaç saniye içinde gerçekleşir ve basınç farkından dolayı gerçekleştirilir. Oksijenle doymuş atmosferik hava daha fazla oksijene sahiptir, bu nedenle kılcal damarlara doğru koşar. Karbondioksitin basıncı daha az olduğundan alveollere itilir.
Dolaşım
Dolaşım sistemi olmasaydı akciğerlerde ve dokularda gaz değişimi mümkün olmazdı. Vücudumuza farklı uzunluk ve çaplarda birçok kan damarı nüfuz eder. Bunlar arterler, damarlar, kılcal damarlar, venüller vb. İle temsil edilir. Kan, damarlarda sürekli olarak dolaşarak gazların ve maddelerin değişimini kolaylaştırır.
Kandaki gaz değişimi iki dolaşım devresi aracılığıyla gerçekleşir. Nefes alırken hava geniş bir daire içinde hareket etmeye başlar. Kırmızı kan hücrelerinde bulunan hemoglobin adı verilen özel bir proteine bağlanarak kanda taşınır.
Hava, alveollerden kılcal damarlara, oradan da atardamarlara girerek doğrudan kalbe gider. Vücudumuzda oksijenli kanı dokulara ve hücrelere pompalayan güçlü bir pompa görevi görür. Onlar da karbondioksitle dolu kanı serbest bırakarak venüller ve damarlar yoluyla kalbe geri gönderirler.
Sağ atriyumdan geçen venöz kan büyük bir daireyi tamamlar. Sağ ventrikülde başlar. Kan buradan pompalanır. Atardamarlar, arteriyoller ve kılcal damarlar boyunca hareket ederek döngüyü yeniden başlatmak için alveollerle hava alışverişinde bulunur.
Dokularda değişim
Yani akciğerlerle kan arasındaki gaz alışverişinin ne olduğunu biliyoruz. Her iki sistem de gazları taşır ve değiştirir. Ancak kilit rol kumaşlara aittir. Havanın kimyasal bileşimini değiştiren ana süreçler bunlarda gerçekleşir.
Hücreleri oksijenle doyurur, bu da içlerinde bir dizi redoks reaksiyonunu tetikler. Biyolojide bunlara Krebs döngüsü denir. Bunların uygulanması için yine kanla birlikte gelen enzimlere ihtiyaç vardır.
Süreçte, yağların, amino asitlerin ve glikozun oksidasyonu için ürünler olan sitrik, asetik ve diğer asitler oluşur. Bu bir tanesi en önemli aşamalar Dokularda gaz değişimine eşlik eden. Seyri sırasında vücudun tüm organ ve sistemlerinin çalışması için gerekli enerji açığa çıkar.
Reaksiyonu gerçekleştirmek için oksijen aktif olarak kullanılır. Yavaş yavaş oksitlenerek hücrelerden ve dokulardan kana, ardından akciğerlere ve atmosfere salınan karbondioksit - CO2'ye dönüşür.
Hayvanlarda gaz değişimi
Birçok hayvanın vücut yapısı ve organ sistemleri önemli ölçüde farklılık gösterir. Memeliler insanlara en çok benzeyen canlılardır. Planaria gibi küçük hayvanlarda karmaşık sistemler metabolizma için. Nefes almak için dış örtülerini kullanırlar.
Amfibiler nefes almak için derilerini, ağızlarını ve akciğerlerini kullanırlar. Suda yaşayan hayvanların çoğunda gaz değişimi solungaçlar kullanılarak gerçekleştirilir. Kılcal damarlara bağlı ince plakalardır ve sudaki oksijeni içlerine taşırlar.
Kırkayaklar, tahta bitleri, örümcekler ve böcekler gibi eklembacaklıların akciğerleri yoktur. Vücudunun tüm yüzeyinde havayı doğrudan hücrelere yönlendiren trakealar vardır. Bu sistem, enerji oluşum sürecinin daha hızlı gerçekleşmesi nedeniyle nefes darlığı ve yorgunluk yaşamadan hızlı hareket etmelerini sağlar.
Bitkilerde gaz değişimi
Hayvanlardan farklı olarak bitki dokularındaki gaz değişimi hem oksijen hem de karbondioksit tüketimini içerir. Solunum sırasında oksijen tüketirler. Bitkilerde bunun için özel organlar bulunmadığından hava, vücudun her yerinden onlara girer.
Kural olarak, yapraklar en geniş alana sahiptir ve ana miktarda hava üzerlerine düşer. Oksijen, stoma adı verilen hücreler arasındaki küçük açıklıklardan girer ve hayvanlarda olduğu gibi karbondioksit şeklinde işlenir ve dışarı atılır.
Bitkilerin ayırt edici bir özelliği fotosentez yapma yetenekleridir. Böylece inorganik bileşenleri ışık ve enzimlerin yardımıyla organik bileşenlere dönüştürebilirler. Fotosentez sırasında karbondioksit emilir ve oksijen üretilir, dolayısıyla bitkiler hava zenginleştirme için gerçek "fabrikalardır".
Özellikler
Gaz değişimi bunlardan biridir. temel fonksiyonlar herhangi bir canlı organizma. Nefes alma ve kan dolaşımı yoluyla gerçekleştirilir, enerjinin salınmasını ve metabolizmayı teşvik eder. Gaz değişiminin özelliği her zaman aynı şekilde ilerlememesidir.
Öncelikle nefes almadan imkansızdır; 4 dakika süreyle durdurulması beyin hücrelerinin işleyişinde bozulmalara neden olabilir. Bunun sonucunda vücut ölür. Gaz değişiminin bozulduğu birçok hastalık vardır. Dokular yeterince oksijen alamadığından gelişimleri ve işlevleri yavaşlar.
Sağlıklı insanlarda da düzensiz gaz değişimi görülür. İle önemli ölçüde artar zor iş kaslar. Sadece altı dakika içinde maksimum güce ulaşır ve ona sadık kalır. Ancak yük arttıkça oksijen miktarı artmaya başlayabilir ve bu da vücudun sağlığı üzerinde hoş olmayan bir etkiye sahip olacaktır.
Testler
706-01. Üremeleri su ile yakından ilişkili olan, üç odacıklı kalbe sahip omurgalılar sınıfa ayrılır.
A) Kemikli balık
B) Memeliler
B) Sürüngenler
D) Amfibiler
Cevap
706-02. Şekilde kalp yapısının diyagramı gösterilen hayvanlar hangi sınıfa aittir?
A) Böcekler
B) Kıkırdaklı balıklar
B) Amfibiler
Kuşlar
Cevap
706-03. Amfibileri balıklardan ayıran özellik
A) soğukkanlılık
B) kalbin yapısı
B) suda gelişme
d)kapalı dolaşım sistemi
Cevap
706-04. Amfibiler balıklardan farklı olarak
Beyin
B)kapalı dolaşım sistemi
B) yetişkinlerde eşleşmiş akciğerler
d)duyu organları
Cevap
706-05. Listelenenler arasında hangi özellik Amfibiler sınıfındaki hayvanların çoğunu Memelilerden ayırır?
B) dış döllenme
B) eşeyli üreme
D) Su ortamının yaşam alanı olarak kullanılması
Cevap
706-06. Evrim sürecinde amfibilerin aksine sürüngenler edinildi.
A)kapalı dolaşım sistemi
B) yüksek doğurganlık
B) embriyonik zarlara sahip büyük bir yumurta
D) üç odacıklı kalp
Cevap
706-07. Eğer bir hayvan evrim sürecinde şekilde gösterilen kalbi oluşturmuşsa, o zaman hayvanın solunum organlarının da olması gerekir. 
A) akciğerler
B) cilt
B) akciğer keseleri
D) solungaçlar
Cevap
706-08. Hangi grup hayvanlarda üreme su ile gerçekleşmez?
A) kafatasısız (neşterler)
B) kemikli balık
B) amfibiler
D) sürüngenler
Cevap
706-09. Embriyo hangi hayvanlarda tamamen yumurtanın içinde gelişir?
A) kemikli balık
B) kuyruklu amfibiler
B) kuyruksuz amfibiler
D) sürüngenler
Cevap
706-10. Üremeleri su ile ilişkili olmayan, üç odacıklı kalbe sahip omurgalılar sınıfa ayrılır.
A) Kemikli balık
B) Memeliler
B) Sürüngenler
D) Amfibiler
Cevap
706-11. Dengesiz vücut sıcaklığına, pulmoner solunuma, ventrikülde tamamlanmamış bir septuma sahip üç odacıklı bir kalbe sahip omurgalılar şu şekilde sınıflandırılır:
A) kemikli balık
B) amfibiler
B) sürüngenler
D) kıkırdaklı balıklar
Cevap
706-12. Sürüngenler amfibilerden farklı olarak
A) dış döllenme
B)iç döllenme
B) Larva oluşumu ile gelişme
D) Vücudun baş, gövde ve kuyruğa bölünmesi
Cevap
706-13. Aşağıdaki hayvanlardan hangisi soğukkanlıdır?
A) hızlı kertenkele
B) Amur kaplanı
B) bozkır tilkisi
D) sıradan kurt
Cevap
706-14. Azgın pullu kuru cilde ve üç odacıklı kalbe ve septumu tamamlanmamış hayvanlar hangi sınıfa girer?
A) Sürüngenler
B) Memeliler
B) Amfibiler
Kuşlar
Cevap
706-15. Kuşlar sürüngenlerden şu özelliklerle ayrılır:
a)iç döllenme
b)merkezi sinir sistemi
B) iki kan dolaşımı çemberi
D) Sabit vücut ısısı
Cevap
706-15. Modern sürüngenlerde ve kuşlarda hangi yapısal özellik benzerdir?
A) kemiklerin havayla dolu olması
B) bezlerden yoksun kuru cilt
B) omurganın kaudal bölgesi
D) Çenelerdeki küçük dişler
Cevap
706-16. Hangi hayvanda atmosferik hava ile kan arasındaki gaz alışverişi deri yoluyla gerçekleşir?
A)katil balina
B) triton
B) timsah
D) pembe somon
Cevap
706-17. Hangi hayvan grubunun iki odacıktan oluşan bir kalbi vardır?
Bir balık
B) amfibiler
B) sürüngenler
D) memeliler
Cevap
706-18. Bebeğin rahimdeki gelişimi şu dönemde gerçekleşir:
A) yırtıcı kuşlar
B) sürüngenler
B) amfibiler
D) memeliler
Cevap
706-19. Hangi kordat sınıfının temsilcileri kutanöz solunumla karakterize edilir?
A) Amfibiler
B) Sürüngenler
B) Kuşlar
D) Memeliler
Cevap
706-20. Amfibi sınıfının işareti
A) şık kapak
B) çıplak cilt
B)canlı doğum
D) eşleştirilmiş uzuvlar
Cevap
706-21. Amfibi sınıfının temsilcileri hangi özelliklerle diğer omurgalılardan farklıdır?
A) Omurga ve serbest uzuvlar
B) pulmoner solunum ve kloaka varlığı
B) Çıplak mukoza derisi ve dış döllenme
D) kapalı dolaşım sistemi ve iki odacıklı kalp
Cevap
706-22. Listelenen özelliklerden hangisi Sürüngenler sınıfındaki hayvanları Memeliler sınıfındaki hayvanlardan ayırır?
A)kapalı dolaşım sistemi
B) kararsız vücut ısısı
C) Dönüşüm olmadan gelişme
D)Yer-hava ortamının yaşam alanı olarak kullanılması
Ancak vücudun toplam yüzeyi 2 m2'den az olduğundan ve pulmoner alveollerin toplam yüzeyinin %3'ünü aşmadığından, insan solunumunda derinin payı akciğerlerle karşılaştırıldığında ihmal edilebilir düzeydedir.
Ana bileşenler Solunum organları solunum yolları, akciğerler, solunum kasları diyafram dahil. İnsan akciğerlerine giren atmosferik hava, nitrojen, oksijen, karbondioksit ve diğer bazı gazların bir karışımıdır (Şekil 2).
Pirinç. 2. Kuru ortamda gazların kısmi basıncının (mm Hg) ortalama değerleri
sırasında solunan hava, alveoller, solunan hava ve kan kas dinlenme(resmin orta kısmı). Gazların kısmi basıncı venöz kan böbreklerden ve kaslardan akan ( Alt kısımçizim)
Bir gaz karışımındaki bir gazın kısmi basıncı, bu gazın, karışımdaki diğer bileşenlerin yokluğunda yaratacağı basınçtır. Göre değişir yüzde Karışımdaki gaz: ne kadar büyük olursa, bu gazın kısmi basıncı da o kadar yüksek olur. Alveol havasındaki kısmi oksijen basıncı* 105 mm Hg'dir. Sanat ve venöz kanda - 40 mm Hg. Art., yani oksijen alveollerden kana yayılır. Kandaki oksijenin neredeyse tamamı kimyasal olarak hemoglobine bağlıdır. Dokulardaki oksijenin kısmi basıncı nispeten düşüktür, dolayısıyla kan kılcal damarlarından dokuya yayılarak doku solunumu ve enerji dönüşüm süreçlerini sağlar.
Metabolizmanın son ürünlerinden biri olan karbondioksitin taşınması da benzer şekilde ters yönde gerçekleşir. Karbondioksit akciğerler yoluyla vücuttan atılır. Azot vücutta kullanılmaz. Atmosfer havasındaki ve oksijen taşıma şemasının farklı seviyelerindeki oksijen, karbondioksit, nitrojenin kısmi basıncı, Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.
A– dış silindir, B– okumalar için cam pencere, V– iç silindir, G– iç silindiri dengelemek için bir hava silindiri, D- su
Difüzyon sayesinde alveolar havanın bileşimi sürekli değişir: içindeki oksijen konsantrasyonu azalır ve karbondioksit konsantrasyonu artar. Solunum sürecini sürdürmek için akciğerlerdeki gazların bileşiminin sürekli güncellenmesi gerekir. Bu, akciğerlerin havalandırılması sırasında meydana gelir; Kelimenin olağan anlamında nefes almak. Nefes aldığımızda akciğerlerin hacmi artar ve atmosferden hava onlara girer. Aynı zamanda alveoller de genişler. Dinlenme halinde her nefeste akciğerlere yaklaşık 500 ml hava girer. Bu hava hacmine denir gelgit hacmi. İnsan akciğerlerinin yoğun nefes alma sırasında kullanılabilecek belli bir kapasite rezervi vardır. Sakin bir nefes almanın ardından kişi yaklaşık 1500 ml havayı soluyabilir. Bu hacme denir inspirasyon yedek hacmi. Sakin bir nefes vermenin ardından, çaba göstererek yaklaşık 1500 ml havayı nefes verebilirsiniz. Bu ekspiratuar rezerv hacmi. Tidal hacim ile inspiratuar ve ekspiratuar yedek hacimlerin toplamı şuna eşittir: hayati kapasite(VEL). Bu durumda 3500 ml'ye (500+1500+1500) eşittir. Hayati kapasiteyi ölçmek için, özellikle derin bir nefes alın ve ardından özel bir cihazın (spirometre) tüpüne mümkün olduğunca nefes verin. Ölçümler ayakta dururken, istirahat halinde alınır (Şekil 3). Yaşamsal kapasitenin değeri cinsiyete, yaşa, vücut büyüklüğüne ve kondisyona bağlıdır. Bu rakam kadınlarda ortalama 2,5-4 litre, erkeklerde ise 3,5-5 litre olmak üzere büyük farklılıklar göstermektedir. İÇİNDE bazı durumlarda basketbolcular gibi çok uzun boylu kişilerde yaşamsal kapasite 9 litreye ulaşabilir. Eğitimin etkisi altında, örneğin özel performans sergilerken nefes egzersizleri Yaşamsal kapasite artar (hatta bazen %30 oranında).
Pirinç. 4. Akciğerlerin uygun hayati kapasitesini belirlemek için Miller'in nomogramı
Vital kapasite Miller nomogramı kullanılarak belirlenebilir (Şekil 4). Bunu yapmak için tartıda boyunuzu bulmanız ve bunu düz bir çizgiyle yaşınıza bağlamanız gerekir (kadınlar ve erkekler için ayrı ayrı). Bu düz çizgi hayati kapasite ölçeğini kesecektir. Fiziksel performans araştırmalarında önemli bir gösterge dakika solunum hacmi, veya havalandırma. Ventilasyon, farklı koşullar altında 1 dakika içinde akciğerlerden geçen gerçek hava miktarıdır. Dinlenme halinde pulmoner ventilasyon 5-8 l/dk'dır.
Kişi nefesini kontrol edebilir. Bir süre erteleyebilir veya yoğunlaştırabilirsiniz. Nefes almayı artırma yeteneği değerle ölçülür maksimum pulmoner ventilasyon(MLW). Bu değer, yaşamsal kapasite gibi, solunum kaslarının gelişim derecesine de bağlıdır. Fiziksel çalışma sırasında pulmoner ventilasyon artar ve 150-180 l/dk'ya ulaşır. İş ne kadar zorsa pulmoner ventilasyon da o kadar fazla olur.
Akciğerin esnekliği büyük ölçüde ıslatma sıvısının yüzey gerilimi kuvvetlerine bağlıdır. iç yüzey alveoller (s = 5 x 10–2 n/m). Doğa, nefes almayı kolaylaştırmaya özen gösterdi ve yüzey gerilimini düşüren maddeler yarattı. Alveollerin duvarlarında bulunan özel hücreler tarafından sentezlenirler. Bu yüzey aktif maddelerin sentezi bir kişinin hayatı boyunca devam eder.
Bunun içinde Nadir durumlarda yenidoğanın hiçbir şeyi olmadığında akciğer hücreleri Sürfaktan üreten çocuk ilk nefesini tek başına alamamakta ve ölmektedir. Alveollerde yüzey aktif maddelerin bulunmaması veya bulunmaması nedeniyle, dünya çapında her yıl yaklaşık yarım milyon yenidoğan ilk nefesini alamadan ölüyor.
Bununla birlikte, bazı akciğer solunumu yapan hayvanlar yüzey aktif maddeler olmadan da yaşayabilirler. Her şeyden önce bu, soğukkanlı hayvanlar için geçerlidir - kurbağalar, yılanlar, timsahlar. Bu hayvanların ısınmak için enerji harcamalarına gerek olmadığından oksijen ihtiyaçları sıcakkanlı hayvanlar kadar yüksek değildir ve dolayısıyla akciğer yüzey alanı daha azdır. Bir kişinin akciğerlerinde 1 cm3 hava ile kan damarları arasındaki yüzey temas alanı yaklaşık 300 cm2 ise kurbağada bu sadece 20 cm2'dir.
Soğukkanlı hayvanlarda birim hacim başına akciğer alanının göreceli olarak azalması, alveollerin çapının sıcakkanlı hayvanlara göre yaklaşık 10 kat daha büyük olmasından kaynaklanmaktadır. Ve Laplace yasasından ( P= 4a/R), nefes alma sırasında aşılması gereken ilave basıncın alveollerin yarıçapı ile ters orantılı olduğu sonucu çıkar. Soğukkanlı hayvanlardaki alveollerin geniş yarıçapı, boyutlarını küçültmeden bile kolayca nefes almalarını sağlar. P yüzey aktif maddeler nedeniyle.
Kuşların akciğerlerinde yüzey aktif madde yoktur. Kuşlar sıcakkanlı hayvanlardır ve kurşun aktif görüntü hayat. Dinlenme halindeyken kuşların oksijene olan ihtiyacı, memeliler de dahil olmak üzere diğer omurgalılara göre daha fazladır ve uçuş sırasında bu ihtiyaç kat kat artar. Kuşların solunum sistemi, konsantrasyonunun deniz seviyesinden çok daha düşük olduğu yüksek irtifalarda uçarken bile kanı oksijenle doyurma yeteneğine sahiptir. Herhangi bir memeli (insanlar dahil), bu kadar yüksekliğe ulaştıktan sonra deneyimlemeye başlar. oksijen açlığı, keskin bir şekilde azaltın motor aktivitesi ve hatta bazen yarı bayılma durumuna bile düşer. Yüzey aktif maddelerin yokluğunda kuşların akciğerleri bu zor görevin üstesinden nasıl gelebilir?
Kuşların sıradan akciğerlerine ek olarak ek sistem Akciğerlere bağlı beş veya daha fazla çift ince duvarlı hava kesesinden oluşan. Bu keseciklerin boşlukları vücutta geniş bir şekilde dallanarak bazı kemiklere, hatta bazen parmak falankslarındaki küçük kemiklere kadar uzanır. Sonuç olarak, örneğin ördeklerde solunum sistemi vücut hacminin yaklaşık %20'sini kaplar (%2 akciğer ve %18 hava keseleri), insanlarda ise yalnızca %5'tir. Hava keselerinin duvarları kan damarları bakımından fakirdir ve gaz değişimine katılmazlar. Hava yastıkları yalnızca akciğerlerden tek yönde hava üflemeye yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda vücudun yoğunluğunu, bireysel parçaları arasındaki sürtünmeyi azaltır ve vücudun etkili bir şekilde soğutulmasına katkıda bulunur.
Kuşun akciğeri, her iki tarafı açık, parabronchi'den uzanan kan damarları - hava kılcal damarları ile çevrelenmiş, paralel bağlı ince tüplerden yapılmıştır. Nefes alma sırasında ön ve arka hava keselerinin hacimleri artar. Trakeadan gelen hava doğrudan arka keselere girer. Ön keselerin ana bronşla bağlantısı yoktur ve akciğerlerden çıkan hava ile doludur (Şekil 5, A).
Pirinç. 5. Bir kuşun solunum sistemindeki hava hareketi: A- nefes al, B– nefes ver
(K1 ve K2 hava hareketini değiştiren valflerdir)
Nefes verdiğinizde ön keseler ile ana bronş arasındaki iletişim yeniden kurulur ve arka keseler arasındaki iletişim kesilir. Sonuç olarak, nefes verme sırasında hava, kuşun akciğerinden, nefes alma sırasındaki ile aynı yönde akar (Şekil 5, B). Nefes alma sırasında yalnızca hava keselerinin hacmi değişir ve akciğerin hacmi neredeyse sabit kalır. Kuş akciğerlerinde neden yüzey aktif maddelerin bulunmadığı açıklığa kavuşuyor: bunların orada hiçbir faydası yok, çünkü akciğerleri şişirmeye gerek yoktur.
Bazı organizmalar havayı sadece nefes almaktan daha fazlası için kullanır. Kirpi balığının yaşayan gövdesi Hint Okyanusu ve çok sayıda iğneyle noktalanmış Akdeniz - değiştirilmiş ölçekler. İÇİNDE sakin durum iğneler vücuda az çok sıkı bir şekilde oturur. Tehlike anında kirpi balığı su yüzeyine fırlar ve bağırsaklara hava alarak şişmiş bir topa dönüşür. Bu durumda iğneler yükselir ve her yöne doğru çıkıntı yapar. Balık, karnı ters çevrilmiş, vücudunun bir kısmı suyun üzerine çıkmış halde, su yüzeyine yakın durur. Bu pozisyonda kirpi balığı hem altındaki hem de üstündeki yırtıcı hayvanlardan korunur. Tehlike geçtiğinde kirpi balığı havayı serbest bırakır ve vücudu normal boyutuna döner.
Dünyanın hava kabuğu (atmosfer), yerçekimi kuvvetleri nedeniyle Dünya'ya yakın tutulur ve temas ettiği tüm cisimlere baskı uygular. İnsan vücudu atmosferik basınca adapte edilmiştir ve azalmasına iyi tolerans göstermez. Dağlara tırmanırken (4 bin metre ve bazen daha alçak), birçok insan kendini iyi hissetmez ve "dağ hastalığı" nöbetleri geçirir: nefes almak zorlaşır, sıklıkla kulaklardan ve burundan kan kanar ve bilinç kaybı mümkündür. Çünkü eklem yüzeyleri Atmosfer basıncı nedeniyle birbirine sıkıca oturur (eklemleri kaplayan eklem kapsülünde basınç azalır), daha sonra atmosfer basıncının büyük ölçüde azaldığı dağlarda yüksek, eklemlerin hareketi bozulur, kollar ve bacaklar iyi dinlemeyin ve kolayca çıkıklar meydana gelebilir. Tırmanışçılar ve pilotlar, büyük yüksekliklere tırmanırken yanlarında oksijen ekipmanı alırlar ve çıkıştan önce özel olarak antrenman yaparlar.
Astronotlara yönelik özel eğitim programı, içinde yüksek veya düşük basınç oluşturan güçlü bir pompaya bağlı, hava geçirmez şekilde kapatılmış çelik bir oda olan basınç odasında zorunlu eğitimi içerir. İÇİNDE modern tıp Basınç odası birçok hastalığın tedavisinde kullanılmaktadır. Hazneye saf oksijen verilir ve yüksek basınç oluşturulur. Oksijenin deri ve akciğerlerden difüzyonu nedeniyle dokulardaki gerginlik önemli ölçüde artar. Bu tedavi yöntemi, örneğin oksijenin güçlü bir zehir olduğu anaerobik mikroorganizmaların neden olduğu yara enfeksiyonlarında (gazlı kangren) çok etkilidir.
Modern uzay gemilerinin uçtuğu irtifalarda neredeyse hiç hava yoktur, bu nedenle gemilerin kabinleri hava geçirmez şekilde kapatılır ve içlerinde normal hava basıncı ve bileşimi, nem ve sıcaklık oluşturulur ve korunur. Kabin mührünün ihlali trajik sonuçlara yol açar.
İçinde üç kozmonot bulunan Soyuz-11 uzay aracı (G. Dobrovolsky, V. Volkov, V. Patsayev) 6 Haziran 1971'de alçak Dünya yörüngesine fırlatıldı ve 30 Haziran'da Dünya'ya döndükten sonra mürettebat öldü. 150 km yükseklikte bölmelerin ayrılmasından sonra iniş modülünün basıncının düşürülmesinin bir sonucu.
Nefes alma hakkında bazı bilgiler
Kişi ritmik nefes alır. Yeni doğmuş bir çocuk 1 dakikada 60 kez solunum hareketi yapar, beş yaşında - 1 dakikada 25 kez, 15-16 yaşlarında solunum sayısı 1 dakikada 16-18'e düşer ve yaşlılığa kadar bu şekilde kalır, tekrar sıklaştığında.
Bazı hayvanların solunum hızı çok daha düşüktür: Akbaba her 10 saniyede bir, bukalemun ise her 30 dakikada bir solunum hareketi yapar. Bukalemunun akciğerleri, içine hava aldığı ve aynı zamanda büyük ölçüde şiştiği özel keselerle birbirine bağlıdır. Düşük frekanslı nefes almak bukalemun varlığını uzun süre algılamamasını sağlar.
Dinlenme halinde ve normal sıcaklıkta bir kişi dakikada yaklaşık 250 ml, saatte 15 litre, günde ise 360 litre oksijen tüketir. Dinlenme sırasında tüketilen oksijen miktarı sabit değildir; kişi gündüz uyusa bile gün içinde geceye göre daha fazladır. Bu muhtemelen vücudun yaşamındaki sirkadiyen ritimlerin bir tezahürüdür. Yatan bir kişi ayaktayken 1 saatte yaklaşık 15 litre, sakin yürürken 20 litre, sakin yürürken 50 litre, 5 km/saat hızla yürürken ise 150 litre oksijen tüketir.
Atmosfer basıncında bir kişi yaklaşık bir gün boyunca saf oksijeni soluyabilir, sonrasında akciğer iltihaplanmasıölümle biten. 2-3 atm'lik bir basınçta, kişi 2 saatten fazla olmamak üzere saf oksijeni soluyabilir, ardından hareketlerin, dikkatin ve hafızanın koordinasyonunda bir ihlal meydana gelir.
Normalde akciğerlerden 1 dakikada 7-9 litre hava geçer, ancak eğitimli bir koşucu için bu miktar yaklaşık 200 litredir.
Yoğun çalışma sırasında iç organlar daha fazla oksijen kaynağına ihtiyaç duyar. Ağır aktivite sırasında kalbin oksijen tüketimi 2 kat, karaciğerin 4 kat, böbreklerin ise 10 kat artar.
Her nefes alışta kişi 1 kg ağırlığındaki bir yükü 8 cm yüksekliğe kaldıracak kadar iş yapar. 1 saat içinde yapılan iş ile bu yükü 86 m yüksekliğe ve gece boyunca 690'a kaldırmak mümkün olacaktır. M.
biliniyor ki solunum merkezi Kandaki karbondioksit konsantrasyonu arttığında heyecanlanır. Kandaki karbondioksit konsantrasyonu azalırsa kişi normalden daha uzun süre nefes alamayabilir. Bu hızlı nefes almayla sağlanabilir. Dalgıçlar da benzer bir teknik kullanır ve deneyimli inci dalgıçları su altında 5-7 dakika kalabilirler.
Toz her yerde. Alplerin zirvesinde bile 1 ml hava yaklaşık 200 toz parçacığı içerir. Aynı hacimde şehir havası 500 binden fazla toz parçacığı içeriyor. Rüzgar, tozu çok uzun mesafelere taşır: örneğin, Norveç'te Sahra'dan gelen toz keşfedildi ve Avrupa'da Endonezya adalarından gelen volkanik toz bulundu. Toz parçacıkları solunum sisteminde tutulur ve çeşitli hastalıklara yol açabilir.
Her sakinin 40 cm2 sokak yüzeyine sahip olduğu Tokyo'da polis memurları oksijen maskeleri takıyor. Paris'te yoldan geçenler için temiz hava kabinleri kuruldu. Patologlar otopsi sırasında Parislileri tanıdı Siyah akciğer. Los Angeles'ta yüksek hava kirliliği nedeniyle canlıların ölmesi nedeniyle caddelere plastik palmiye ağaçları dikildi.
Devam edecek
* Bu, havadaki oksijenin kanda veya başka bir ortamda çözünmüş oksijenle dengede olduğu kısmi basıncını ifade eder, bu ortamdaki oksijen gerilimi de denir.
DERS No. 15. Solunum fizyolojisi.
1.
2. Dış solunum(akciğer havalandırması).
3.
4. Gazların (O2, CO2) kan yoluyla taşınması.
5. Kan ve doku sıvısı arasında gaz değişimi. Doku solunumu.
6. Solunumun düzenlenmesi.
1. Nefes almanın özü. Solunum sistemi.
Nefes fizyolojik fonksiyon vücut ile dış çevre ve gaz değişiminde rol alan organlar kümesi - solunum sistemi arasındaki gaz değişiminin sağlanması.
Evrim solunum sistemi .
1.Tek hücreli organizmalarda Solunum hücrenin yüzeyinden (zarından) gerçekleşir.
2.Alt çok hücreli hayvanlarda Gaz değişimi vücudun dış ve iç (bağırsak) hücrelerinin tüm yüzeyinde gerçekleşir.
3.Böceklerde vücut bir kütikül ile kaplıdır ve bu nedenle tüm vücuda nüfuz eden özel solunum tüpleri (trakealar) ortaya çıkar.
4.Balıkta Solunum organları solungaçlardır - kılcal damarları olan çok sayıda yaprak.
5.Amfibilerde yardımıyla havanın yenilendiği hava keseleri (akciğerler) ortaya çıkar. nefes hareketleri. Ancak gazların ana değişimi derinin yüzeyinde gerçekleşir ve toplam hacmin 2/3'ünü oluşturur.
6.Sürüngenlerde, kuşlarda ve memelilerde akciğerler zaten iyi gelişmiştir ve cilt koruyucu bir örtü haline gelir ve içindeki gaz değişimi% 1'i geçmez. Yükseklerdeki atlarda fiziksel aktivite Deri yoluyla solunum %8'e çıkar.
Solunum sistemi.
Memelilerin solunum aparatı, hava iletme ve gaz değişim işlevlerini yerine getiren bir dizi organdır.
Üst solunum yolları: burun boşluğu, ağız, nazofarenks, gırtlak.
Alt solunum yolları: trakea, bronşlar, bronşiyoller.
Gaz değişim fonksiyonu solunum gözenekli dokusu - akciğer parankimi tarafından gerçekleştirilir. Bu dokunun yapısı pulmoner vezikülleri içerir - alveoller.
solunum yollarının duvarı var kıkırdaklı iskelet ve lümenleri asla azalmaz. Solunum tüpünün mukoza zarı astarlıdır silialı silialı epitel. Akciğerlerin girişinden önce trakea ikili olarak iki ana bronşa (sol ve sağ) bölünmüştür ve bunlar daha da bölünerek oluşur. bronş ağacı. Bölünme sonlu ile biter (terminal) bronşiyoller (çapı 0,5-0,7 mm'ye kadar).
Akciğerler konumlanmış Göğüs boşluğu ve kesik koni şeklindedir. Akciğerin tabanı geriye doğru bakar ve diyaframa bitişiktir. Akciğerlerin dışı kapalıdır seroza – iç organ plevrası. Parietal plevra (kemik) Göğüs boşluğunu kaplar ve kostal duvarla sıkı bir şekilde birleşir. Bu plevra katmanları arasında yarık benzeri bir boşluk (5-10 mikron) bulunur. plevra boşluğu seröz sıvı ile doludur. Sağ ve sol akciğerler arasındaki boşluğa denir mediasten. Burası kalp, soluk borusu, kan damarları ve sinirlerin bulunduğu yerdir. Akciğerler loblara, segmentlere ve lobüllere ayrılır. Bu bölünmenin ciddiyet derecesi farklı hayvanlar arasında değişir.
Akciğerin morfolojik ve fonksiyonel birimi acinus (lat. acinus - üzüm meyvesi). Acinus şunları içerir solunum (solunum) bronşiyol ve alveolar kanallar, hangi son alveol keseleri. Bir asini 400-600 alveol içerir; 12-20 asini akciğer lobunu oluşturur.
Alveoller – Bunlar, iç yüzeyi tek katmanlı yassı epitel ile kaplı olan veziküllerdir. Epitel hücreleri arasında şunlar bulunur: : 1. dereceden alveolositler, akciğer kılcal damarlarının endoteli ile birlikte oluşur hava-kan bariyeri Ve 2. dereceden alveositler rol yapmak salgı fonksiyonu biyolojik olarak izole etmek aktif madde yüzey aktif madde Sürfaktan (fosfolipoproteinler - yüzey aktif madde) alveollerin iç yüzeyini çizer, yüzey gerilimini arttırır ve alveollerin çökmesini önler.
Hava yollarının işlevleri.
Hava yolları(içlerinde solunan havanın% 30'a kadarı tutulur) gaz değişiminde yer almazlar ve denir "zararlı" alan. Ancak üst ve alt solunum yolları büyük rol bedenin yaşamında.
Burada solunan hava ısıtılır, nemlendirilir ve arındırılır. Bu, bol miktarda bulunan solunum yolunun iyi gelişmiş mukozası sayesinde mümkündür. vaskülarize, Kadeh hücreleri, mukoza bezleri ve çok sayıda silli epitelyumun kirpikleri. Ayrıca reseptörler var koku analizörü, reseptörler koruyucu refleksleröksürme, hapşırma, burundan çekme ve tahriş edici (tahriş edici) reseptörler. Bronşçuklarda bulunurlar ve toz parçacıklarına, mukusa ve yakıcı buharlara tepki verirler. Tahriş edici reseptörler tahriş olduğunda yanma hissi, ağrı meydana gelir, öksürük ortaya çıkar ve nefes alma hızlanır.
Vücut ile dış ortam arasındaki gaz değişimi, yüksek hayvanların solunum yapısında yer alan bir dizi sıkı koordineli süreçle sağlanır.
2. Dış solunum (pulmoner havalandırma) alveolar havanın gaz bileşiminin sürekli olarak güncellenmesi işlemidir. inhalasyon ve ekshalasyon.
Akciğer dokusu Aktif kas elemanları yoktur ve bu nedenle hacimdeki artış veya azalma, hareketlerle ritim halinde pasif olarak gerçekleşir. göğüs(nefes al, nefes ver). Bunun nedeni negatif intraplevral basınç(atmosferin altında: nefes alırken 15-30 mm Hg'ye kadar. Sanat., nefes verirken 4-6 mm Hg'ye kadar. Sanat.) hava geçirmez şekilde kapatılmış bir göğüs boşluğunda.
Dış solunumun mekanizması.
Nefes alma eylemi (enlem. ilham - ilham) göğüs hacminin arttırılmasıyla gerçekleştirilir. Solunum kasları (solunum yapanlar) bunda rol alır: dış interkostal kaslar ve diyafram. Zorla nefes alma sırasında aşağıdaki kaslar etkinleştirilir: levator kaburgaları, skalen supracostalis, serratus dorsalis. Göğüs hacmi artar üç yön– dikey, sagittal (ön-arka) ve ön.
Nefes verme eylemi (enlem. sona erme - sona erme) Fizyolojik bir dinlenme durumunda, doğası gereği ağırlıklı olarak pasiftir. Solunum kasları gevşer gevşemez göğüs, ağırlığı ve esnekliği nedeniyle kostal kıkırdak orijinal konumuna geri döner. Diyafram gevşer ve kubbesi tekrar dışbükey hale gelir.
Zorla nefes alma sırasında, nefes verme eylemi ekspiratuar kaslar tarafından kolaylaştırılır: iç interkostal, dış ve iç eğik, enine ve rektus kasları karın duvarı, sırt tırtıklı ekshalatör.
Solunum türleri.
Solunum hareketlerinde görev alan belirli kasların dönüşümüne bağlı olarak, Üç tür nefes alma:
1 - torasik (kostal) tipte solunum dış interkostal kasların ve göğüs kemerinin kaslarının kasılmasıyla gerçekleştirilir;
2 – karın (diyafragmatik) tipi solunum– diyafram ve karın kaslarının kasılmaları baskındır;
3 – karışık (kosto-abdominal) tipte solunumçiftlik hayvanlarında en yaygın olanıdır.
Şu tarihte: çeşitli hastalıklar nefes alma düzeni değişebilir. Göğüs boşluğu organlarının hastalıkları durumunda, diyafragmatik solunum tipi baskındır ve organ hastalıkları durumunda karın boşluğu– Kaburga tipi solunum.
Solunum frekansı.
Solunum frekansı, dakikadaki solunum döngüsü (nefes alma-ekshalasyon) sayısını ifade eder.
At 8 - 12 Köpek 10 - 30
krup korna. sığır 10 - 30 Tavşan 50 - 60
Koyun 8 - 20 Tavuk 20 - 40
Domuz 8 - 18 Ördekler 50 - 75
Kişi 10 - 18 Fare 200
Tablonun ortalama değerleri gösterdiğini lütfen unutmayın. Solunum hareketlerinin sıklığı hayvanın cinsine, cinsine, verimliliğine, işlevsel durum, günün saati, yaş, ortam sıcaklığı vb.
Toplam ve hayati akciğer kapasitesi arasında bir ayrım vardır. Akciğerlerin hayati kapasitesi (VC) üç ciltten oluşur: Solunum ve yedek inhalasyon ve ekshalasyon hacimleri.
1.Gelgit hacmi- bu, sakince, zahmetsizce solunabilen ve solunabilen hava hacmidir.
2.İnspirasyon yedek hacmi – Bu, sakin bir nefes almanın ardından ek olarak solunabilen havadır.
3.Ekspirasyon yedek hacmi- bu, sessiz bir ekshalasyondan sonra mümkün olduğu kadar dışarı verilebilecek hava hacmidir.
Tam ve maksimum derin bir nefes verme sonrasında akciğerlerde bir miktar hava kalır. – artık hacim. Hayati sıvı ve kalan hava hacminin toplamı toplam akciğer kapasitesi.
Artık hava hacmi ile ekspiratuar rezerv hacminin toplamına denir. alveoler hava (fonksiyonel artık kapasite).
Akciğer hacimleri (litre cinsinden).
At Adam
1. Solunum V 5-6 0,5
2. Yedek V inhalasyonu 12 1,5
3. Yedek V ekshalasyonu 12 1,5
4. Artık V 10 1
Havalandırma- Bu, nefes alma ve verme sırasında alveolar havanın gaz bileşiminin yenilenmesidir. Akciğer ventilasyonunun yoğunluğunu değerlendirirken, dakika hacmi nefes almak(1 dakikada akciğerlerden geçen hava miktarı), bu da solunum hareketlerinin derinliğine ve sıklığına bağlıdır.
Atın dinlenme halindeki gelgit hacmi 5-6 litre , solunum hızı 1 dakikada 12 solunum hareketi.
Buradan: 5 litre.*12=60 litre dakika solunum hacmi. hafif iş için eşittir 150-200 litre, sıkı çalışma sırasında 400-500 litre.
Nefes alma sırasında akciğerlerin her bir kısmı farklı yoğunluklarda havalandırılmaz. Bu yüzden hesaplıyorlar alveolar ventilasyon katsayısı solunan havanın alveol hacmine oranıdır. Bir atın 5 litre nefes alması durumunda havanın %30'unun solunum yollarındaki “zararlı alan”da kaldığı dikkate alınmalıdır.
Böylece solunan havanın 3,5 litresi (5 litre tidal hacmin %70'i) alveollere ulaşır. Bu nedenle alveoler ventilasyon katsayısı 3,5 l.:22 l'dir. veya 1:6. Yani her sakin nefesle alveollerin 1/6'sı havalanır.
3. Gazların difüzyonu (pulmoner dolaşımın kılcal damarlarındaki alveoler hava ile kan arasındaki gaz değişimi).
Akciğerlerde gaz değişimi difüzyonla gerçekleşir. kandan akciğerin alveollerine karbondioksit (CO2) ve alveollerden pulmoner dolaşımın kılcal damarlarının venöz kanına oksijen (O2). Solunan havadaki oksijenin yaklaşık %5'inin vücutta kaldığı, karbondioksitin ise yaklaşık %4'ünün vücuttan salındığı hesaplanmıştır. Azot gaz değişiminde yer almaz.
Gazların hareketi tamamen belirlenir fiziksel yasalar (ozmoz ve difüzyon), yarı geçirgen bir zarla ayrılmış bir gaz-sıvı sisteminde çalışır. Bu yasalar, gazların kısmi basınç farkına veya kısmi basınç gradyanına dayanmaktadır.
Kısmi basınç (enlem. kısmi - kısmi) bileşime dahil olan bir gazın basıncıdır gaz karışımı.
Gazların difüzyonu daha fazla alandan meydana gelir. yüksek basınç daha düşük bir alana.
Alveol havasındaki kısmi oksijen basıncı 102mmrt. Sanat, karbondioksit 40 mm Hg. Sanat. Akciğer kılcal damarlarının venöz kanındaki gerginlik O2 =40 mmHg. Art., CO2=46 mm Hg. Sanat.
Böylece kısmi basınç farkı şu şekilde olur:
oksijen (O2) 102 – 40 = 62 mmHg. Sanat.;
karbon dioksit (CO2) 46 – 40 = 6 mm Hg. Sanat.
Oksijen hızla akciğer zarlarından girer ve hemoglobin ile tamamen birleşerek kan arteriyel hale gelir. Kısmi basınçtaki küçük farka rağmen karbondioksit, daha yüksek difüzyon hızı (25 kat) venöz kandan akciğer alveollerine.
4. Gazların (O 2, CO 2) kan yoluyla taşınması.
Alveollerden kana geçen oksijen iki şekildedir; Plazmada %3 çözünmüş ve hakkında Kırmızı kan hücrelerinin %97'si hemoglobin (oksihemoglobin) ile birleşir. Kanın oksijenle doymasına denir oksijenlenme.
Bir hemoglobin molekülünde 4 demir atomu bulunduğundan 1 hemoglobin molekülü 4 oksijen molekülünü bağlayabilir.
NNB+ 4О 2 ↔ ННB(Ç2) 4
Oksihemoglobin (HHb (O 2) 4) - özelliği sergiler zayıf, kolayca ayrışan asit.
Hemoglobin tamamen oksihemoglobine dönüştüğünde 100 mm kanda bulunan oksijen miktarına denir. oksijen kapasitesi kan. Ortalama olarak 1 g hemoglobinin bağlanabileceği tespit edilmiştir. 1,34mmoksijen. Kandaki hemoglobin konsantrasyonunu bilmek ve ortalamasını almak 15 gr. / 100 mi, Kanın oksijen kapasitesini hesaplayabilirsiniz.
15 * 1,34 = %20,4 hacim (hacim yüzdesi).
Kanda karbondioksitin taşınması.
Kanda karbondioksitin taşınması zor süreç katıldıkları kırmızı kan hücreleri (hemoglobin, karbonik anhidraz enzimi) ve kan tampon sistemleri.
Kanda karbondioksit bulunur üç form: %5 - fiziksel olarak çözünmüş formda; %10 - karbohemoglobin formunda; % 85 - eritrositlerde potasyum bikarbonatlar ve plazmada sodyum bikarbonatlar şeklinde.
Dokudan kan plazmasına giren CO2 hemen kırmızı kan hücrelerine yayılır, burada karbonik asit (H2CO3) oluşumu ve ayrışmasıyla bir hidrasyon reaksiyonu meydana gelir. Her iki reaksiyon da enzim tarafından katalize edilir. karbonik anhidraz, kırmızı kan hücrelerinde bulunur.
H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3
karbonik anhidraz
↓
H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -
Bikarbonat iyonlarının konsantrasyonu arttıkça (NSO3-) Kırmızı kan hücrelerinde bunların bir kısmı kan plazmasına yayılır ve tampon sistemlerle birleşerek sodyum bikarbonat oluşturur. (NaHC03). HCO3'ün diğer kısmı kırmızı kan hücrelerinde kalır ve birleşir. hemoglobin (karbohemoglobin) ile ve potasyum katyonları ile - potasyum bikarbonat (KHCO 3).
Alveollerin kılcal damarlarında hemoglobin oksijenle (oksihemoglobin) birleşir - bu, karbonik asidi tüm bileşiklerden uzaklaştıran daha güçlü bir asittir. Karbonik anhidrazın etkisi altında dehidrasyonu meydana gelir.
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2
Böylece karbohemoglobinin ayrışması sırasında çözünen ve salınan karbondioksit alveol havasına yayılır.
5. Kan ve doku sıvısı arasında gaz alışverişi. Doku solunumu.
Kan ile dokular arasındaki gaz alışverişi de aynı şekilde gerçekleşir. gazların kısmi basıncındaki fark nedeniyle (ozmoz ve difüzyon yasalarına göre). Buraya kabul edildi atardamar kanı oksijenle doymuş olduğundan gerilimi 100 mmrt. Sanat. Doku sıvısında oksijen gerilimi 20 - 40 mmHg. Sanat., ve hücrelerde seviyesi düşer 0'a.
Sırasıyla: O 2 100 – 40 = 60 mm Hg. Sanat.
60 – 0 = 60 mmHg. Sanat.
Bu nedenle oksihemoglobin, hızla doku sıvısına ve ardından doku hücrelerine geçen oksijeni alır.
Doku solunumu hücrelerde ve dokularda biyolojik oksidasyon sürecidir. Dokuya giren oksijen, yağların, karbonhidratların ve proteinlerin oksidasyonundan etkilenir. Bu durumda açığa çıkan enerji şu şekilde birikir: makroerjik bağlar - ATP. Oksidatif fosforilasyonun yanı sıra oksijen de kullanılır mikrozomal oksidasyon sırasında - hücrelerin endoplazmik retikulumunun mikrozomlarında. Siktir et şunu nihai ürünler Oksidasyon reaksiyonları su ve karbondioksite dönüşür.
Doku sıvısında çözünen karbondioksit orada gerginlik yaratır 60-70 mmHg. Sanat., bu kandakinden daha yüksektir (40 mmHg).
CO 2 70 - 40 = 30 mm Hg. Sanat.
Böylece, yüksek oksijen gerilimi gradyanı ve doku sıvısı ile kandaki karbondioksitin kısmi basıncı arasındaki fark, doku sıvısından kana difüzyonuna neden olur.
6. Solunumun düzenlenmesi.
Solunum merkezi – bu, merkezi sinir sisteminin her yerinde bulunan ve solunumun düzenlenmesinde rol oynayan bir dizi nörondur.
Mislavsky solunum merkezinin “çekirdeğinin” ana kısmı konumlanmış medulla oblongata, bölgede retiküler oluşum dördüncü serebral ventrikülün dibinde. Bu merkezin nöronları arasında katı bir uzmanlaşma (işlev dağılımı) vardır. Bazı nöronlar nefes alma eylemini, bazıları ise nefes verme eylemini düzenler.
Bulber departmanı solunum fiyatları Tra'nın var benzersiz özellik – otomatik, tamamen sağırlaşmasına rağmen devam eden (çeşitli reseptörlerden ve sinirlerden gelen etkinin kesilmesinden sonra).
Bölgede pons bulunan "pnömotaksik merkez". Otomatikliği yoktur, ancak Mislavsky solunum merkezinin nöronlarının aktivitesini etkiler, dönüşümlü olarak nöronların inhalasyon ve ekshalasyon eylemi için aktivitesini uyarır.
Sinir uyarıları solunum merkezinden motor nöronlara gider torakoventral sinirin çekirdekleri (3-4 boyun omurları– diyafram kaslarının merkezi) ve içinde bulunan motor nöronlara yan torasik boynuzlar omurilik (dış ve iç interkostal kasları sinirlendirir).
Akciğerlerde (arasında düz kaslar solunum yolları ve pulmoner dolaşımın kılcal damarları çevresinde) üç grup reseptör vardır: genişlemeler ve çökmeler, tahriş edici, yan kılcal damarlar. Bu reseptörlerden akciğerlerin durumu (esneme, çökme), hava ile doldurulması, tahriş edici maddelerin solunum yoluna girişi (gaz, toz), değişiklikler hakkında bilgi tansiyon pulmoner damarlarda afferent sinirler yoluyla solunum merkezine girer. Bu, solunum hareketlerinin sıklığını ve derinliğini, öksürme ve hapşırmanın koruyucu reflekslerinin tezahürünü etkiler.
Büyük önem Solunumun düzenlenmesinde humoral faktörler. Vasküler damarlar kan gazı bileşimindeki değişikliklere tepki verir karotis sinüs, aort ve medulla oblongata'nın refleksojenik bölgeleri.
Kandaki karbondioksit konsantrasyonundaki artış, solunum merkezinin uyarılmasına yol açar. Sonuç olarak nefes alma hızlanır - nefes darlığı (nefes darlığı). Kandaki karbondioksit miktarının azalması nefes alma ritmini yavaşlatır - apne.
Solunum fizyolojisi 1.
1. Nefes almanın özü. Nefes alma ve verme mekanizması.
2. Peripulmoner boşlukta negatif basıncın ortaya çıkması. Pnömotoraks, atelektazi.
3. Solunum türleri.
4. Akciğerlerin hayati kapasitesi ve havalandırması.
N 1. Nefes almanın özü. Solunum ve ekshalasyon mekanizması.
n Dış çevre ile vücut dokuları arasında oksijen ve karbondioksit değişimini sağlayan işlemler bütününe denir. nefes almak ve solunumu sağlayan organlar kümesi solunum sistemi.
N Solunum türleri:
n Hücresel - tek hücreli organizmalarda hücrenin tüm yüzeyi boyunca.
n Kutanöz – çok hücreli organizmalarda (solucanlar) vücudun tüm yüzeyi boyunca.
n Trakeal - vücudun yan yüzeyi boyunca uzanan özel trakealar yoluyla böceklerde.
n Solungaç - solungaçlardan geçen balıklarda.
n Pulmoner - amfibilerde akciğerler yoluyla.
n Memelilerde, özel solunum organları yoluyla: nazofarinks, gırtlak, trakea, bronşlar, akciğerler ve ayrıca göğüs, diyafram ve kas grubu: inspiratörler ve ekspiratörler.
n Akciğerler (vücut ağırlığının% 0,6-1,4'ü) - eşleştirilmiş organlar, loblara sahiptir (sağ - 3, sol - 2), lobüllere bölünmüştür (her biri 12-20 asinüslü), bronşlar bronşiyollere dalı, alveollerle biter .
n Akciğerin morfolojik ve fonksiyonel birimi - asit (lat. acinus - üzüm meyvesi)- Solunum bronşiyolünün 400-600 alveolar keseyle biten alveoler kanallara dallanması.
n Alveoller havayla doludur ve duvarlarında yüzey aktif maddelerin bulunması nedeniyle çökmezler - yüzey aktif maddeler (fosfolipoproteinler veya lipopolisakkaritler).
N Solunum aşamaları:
n a) pulmoner ventilasyon - akciğerler ile dış ortam arasındaki gaz değişimi;
n b) akciğerlerdeki alveoler hava ile pulmoner dolaşımın kılcal damarları arasındaki gaz değişimi;
n c) O2 ve CO2'nin kan yoluyla taşınması;
d) kan kılcal damarları arasındaki gaz değişimi Harika daire kan dolaşımı ve doku sıvısı;
n e) hücre içi solunum, hücrelerdeki substratların oksidasyonunun çok aşamalı bir enzimatik sürecidir.
n O2'nin dış ortamdan hücrelere, CO2'nin ise ters yönde hareketini sağlayan temel fiziksel süreç yayılma , yani bir gazın çözünmüş bir madde olarak konsantrasyon gradyanları boyunca hareketi.
N Solunum - ilham .
n Havanın akciğerlere girip çıkması çevre Akciğerlerdeki basınçtaki değişikliklerden kaynaklanır. Akciğerler genişlediğinde içlerindeki basınç atmosferik basıncın altına (5-8 mm Hg) düşer ve akciğerlere hava emilir. Akciğerlerin kendisinde kas dokusu yoktur. Akciğer hacmindeki değişiklik göğüs hacmindeki değişikliğe bağlıdır; akciğerler göğüsteki değişiklikleri pasif olarak takip eder. Nefes alırken göğüs dikey, sagittal ve ön yönlerde genişler. Solunum kasları (inspiratörler) - dış interkostal kaslar ve diyafram - kasıldığında, kaburgalar yukarı doğru yükselir ve göğüs genişler. Diyafram koni şeklini alır. Bütün bunlar akciğerlerdeki basıncın azaltılmasına ve havanın emilmesine yardımcı olur. Alveollerin kalınlığı küçüktür, bu nedenle gazlar alveol duvarından kolayca yayılır.
N Ekshalasyon - son kullanma tarihi .
n Nefes verdiğinizde inspirasyon kasları gevşer ve göğüs, kaburga kıkırdaklarının ağırlığı ve esnekliği nedeniyle eski konumuna geri döner. Diyafram gevşer ve kubbe şeklini alır. Böylece, istirahat halindeyken, nefes almanın sona ermesi nedeniyle nefes verme pasif olarak gerçekleşir.
n Zorunlu nefes alma ile ekshalasyon aktif hale gelir - ekspiratuar kasların (ekshalatörler) - iç interkostal kasların, karın kaslarının - dış ve iç eğik, enine ve düz karın, dorsal serratus ekshalörün kasılmasıyla güçlendirilir. Karın boşluğundaki basınç artar, bu da diyaframı göğüs boşluğuna iter, kaburgalar alçalır ve birbirine yaklaşır, bu da göğsün hacmini azaltır.
n Akciğerler çöktüğünde hava sıkılır, içlerindeki basınç atmosferik basıncın üzerine çıkar (3-4 mm Hg).
N 2. Peripulmoner boşlukta negatif basıncın ortaya çıkması. Pnömotoraks, atelektazi
n Göğüsteki akciğerler plevral katmanlarla ayrılır: visseral - akciğerlere bitişik, parietal - göğsü içeriden kaplayan. Yaprakların arasında plevral boşluk bulunur. Dolu plevral sıvı. Plevra boşluğundaki basınç her zaman atmosfer basıncından 4-10 mm Hg daha düşüktür. Sanat. (akciğerlerde 760 mm Hg). Bunun nedeni: 1) daha fazla hızlı büyüme doğum sonrası intogenezde akciğerlerle karşılaştırıldığında göğüs; 2) elastik çekiş Akciğerlerin (elastik gerilimi), yani hava yoluyla gerilmelerine karşı koyan bir kuvvet. Plevral boşluk çevreden yalıtılmıştır.
n Plevra boşluğuna hava girdiğinde (örneğin yaralanma sırasında), plevral boşluktaki basınç atmosfer basıncıyla eşitlenir - pnömotoraks akciğer çökerken - atelektazi ve nefes alma durabilir.
n Plevra boşluğunda negatif basınç doğumda oluşur. İlk inhalasyon sırasında göğüs genişler, akciğerler genişler, çünkü hava geçirmez şekilde ayrılırlar - plevral boşlukta negatif basınç oluşur. Fetusta akciğerler çökmüş durumdadır, göğüs düzleşmiştir, kaburgaların başı glenoid fossa dışındadır. Doğumda fetüsün kanında karbondioksit birikir ve bu da solunum merkezini uyarır. Buradan, kasılan inspiratuar kaslara dürtüler gelir, kaburgaların başları eklem çukuruna girer. Göğüs hacmi artar, akciğerler genişler.
n Nefes alma sırasında göğüs hacmi ile akciğer hacmi arasındaki ilişki genellikle fiziksel Donders modelleri:
n 1. Cam kapak,
n 2. Üstte delikli bir tapa var,
n 3. Alt – halkalı elastik film,
n 4. Kapağın içinde bir tavşanın akciğerleri bulunmaktadır.
n Elastik filmin gerilmesi nedeniyle kapak içindeki hacim arttığında, kapağın boşluğundaki basınç azalır, tıkaçtaki delikten hava akciğerlere girer, genişler ve bunun tersi de geçerlidir.
N 3. Solunum türleri.
N 1. Torasik veya kostal – göğüs hacmindeki değişiklik esas olarak interkostal kaslar (ekspiratörler ve inspiratörler) nedeniyle meydana gelir. Köpeklerin ve kadınların özellikleri.
N 2. Karın veya diyafram – Göğüs hacmindeki değişiklikler esas olarak diyafram ve kaslardan kaynaklanır karın kasları. Erkekler için karakteristik.
N 3. Karışık veya torakoabdominal – Göğüs hacmindeki değişiklikler interkostal kasların, diyaframın ve karın kaslarının kasılmasıyla eşit oranda meydana gelir. Çiftlik hayvanlarının özellikleri.
n Solunum türleri teşhis değeri: Karın veya göğüs boşluğunun organları hasar görürse değişirler.
N 4. Akciğerlerin hayati kapasitesi ve havalandırması.
N Akciğerlerin hayati kapasitesi (VC) Solunum sırasında akciğerlere giren ve çıkan 3 hacim havadan oluşur:
N 1. Solunum - Sessiz nefes alma ve nefes verme sırasındaki hava hacmi. Küçük hayvanlar için (köpekler, küçük hayvanlar) - 0,3-0,5 l, büyük hayvanlar için (sığır, atlar) - 5-6 l.
N 2. Ek veya yedek inspirasyon hacmi– Sessiz bir nefes almanın ardından maksimum nefes alma sırasında akciğerlere giren hava hacmi. 0,5-1 ve 5-15 l.
N 3. Ekspirasyon yedek hacmi– sessiz bir nefes verme sonrasında maksimum nefes verme sırasındaki hava hacmi. 0,5-1 ve 5-15 l.
n Vital kapasite, spirometri kullanılarak önceki maksimum inspirasyondan sonraki maksimum ekspirasyon hacminin ölçülmesiyle belirlenir. Hayvanlarda bir gaz karışımının solunmasıyla belirlenir. yüksek içerik karbon dioksit.
N Artık hacim - Maksimum nefes verme sonrasında bile akciğerlerde kalan hava hacmi.
N “Zararlı” veya “ölü” alanın havası – gaz değişimine katılmayan ve üst kısımda bulunan havanın hacmi solunum cihazı– burun boşluğu, farenks, trakea (%20-30).
N “Zararlı” alanın anlamı:
n 1) hava ısınır (bol miktarda kan damarı temini), bu da akciğerlerin hipotermisini önler;
n 2) hava arındırılır ve nemlendirilir (alveolar makrofajlar, birçok mukoza bezi);
n 3) siliyer epitelyumun kirpikleri tahriş olduğunda hapşırma meydana gelir - refleksin giderilmesi zararlı maddeler;
n 4) koku analizörünün reseptörleri (“koku labirenti”);
n 5) solunan hava hacminin düzenlenmesi.
n Nefes alma ve verme sırasında alveoler havanın gaz bileşimini güncelleme işlemi – havalandırma .
n Ventilasyonun yoğunluğu, inspirasyonun derinliğine ve solunum hareketlerinin sıklığına göre belirlenir.
N Solunum derinliği göğüs hareketlerinin genliği ve akciğer hacimlerinin ölçülmesiyle belirlenir.
N Solunum hızı belirli bir süre boyunca göğüs hareketlerinin sayısına göre sayılır (Kalp atış hızından 4-5 kat daha az).
n At (dakikada) – 8-16; Sığır – 12-25; MRS-12-16; domuz – 10-18; köpek – 14-24; tavşan – 15-30; kürk - 18-40.
N Dakika solunum hacmi havanın gelgit hacmi ile dakikadaki solunum hızının çarpımıdır.
n Örn: at: 5 l x 8 = 40 l
N Nefes almayı inceleme yöntemleri:
n 1. Pnömografi– bir pnömograf kullanılarak solunum hareketlerinin kaydedilmesi.
n 2. Spirometri– Spirometreler kullanılarak gelgit hacimlerinin ölçümü.
Ders 25.
Solunum fizyolojisi 2.
1. Alveoller ve kan arasındaki gaz değişimi. Kan gazlarının durumu.
2. Gazların taşınması ve bunu belirleyen faktörler. Doku solunumu.
3. Gaz değişimiyle ilgili olmayan akciğer fonksiyonları.
4. Solunumun düzenlenmesi, solunum merkezi ve özellikleri.
5. Kuşlarda nefes almanın özellikleri.
Alveoller ve kan arasındaki gaz değişimi. Kan gazlarının durumu.
Akciğerlerin alveollerinde, hava ile pulmoner dolaşımın kılcal damarlarının kanı arasında O2 ve CO2 alışverişi yapılır.
Nefesle verilen hava alveol havasından daha fazla O2 ve daha az CO2 içerir, çünkü zararlı mekânın havası ona karışır (7:1).
Alveoller ile kan arasındaki gaz difüzyonunun miktarı, yarı geçirgen bir zarla ayrılmış gaz-sıvı sisteminde işleyen tamamen fiziksel yasalarla belirlenir.
Gazların hava alveollerinden kana ve kandan alveollere difüzyonunu belirleyen ana faktör kısmi basınçtaki farktır veya kısmi basınç gradyanı. Difüzyon, daha yüksek kısmi basınç alanından daha düşük basınç alanına doğru meydana gelir.
Gaz bileşimi hava
Kısmi basıncı(enlem. kısmi – kısmi) - bu, bir gaz karışımındaki bir gazın aynı sıcaklıkta uygulayacağı ve tüm hacmi kaplayacağı basınçtır.
P = RA x a/100,
burada P gazın kısmi basıncıdır, PA ise Atmosfer basıncı, a %, 100 – % olarak karışıma dahil edilen gazın hacmidir.
P O2 soluma = 760 x 21/100 = 159,5 mm Hg. Sanat.
P CO2 inhalasyonu. = 760 x 0,03 / 100 = 0,23 mm Hg. Sanat.
P N2 nefes alın. = 760 x 79 / 100 = 600,7 mm Hg. Sanat.
Eşitlik P O2 veya P CO2 etkileşimli ortamlarda asla oluşmaz. Akciğerlerde sürekli bir akış vardır. temiz hava göğsün solunum hareketleri nedeniyle dokularda ise gaz gerginliğindeki fark oksidasyon işlemleriyle korunur.
Alveol havasındaki kısmi O2 basıncı ile akciğerlerin venöz kanı arasındaki fark: 100 - 40 = 60 mmHg'dir, bu da O2'nin kana difüzyonuna neden olur. O2 voltaj farkı 1 mmHg olduğunda. Sanat. Bir inekte dakikada 100-200 ml O2 kana geçer. Bir hayvanın dinlenme halindeki ortalama O2 ihtiyacı 1 dakikada 2000 ml'dir. 60 ml Hg'lik basınç farkları. Sanat. hem istirahatte hem de egzersiz sırasında kanı O2 ile doyurmak için fazlasıyla yeterli.
60 mmHg x 100-200 ml = 6000-12000 ml O2/dakika
