Однією з найважливіших функцій організму є дихання. Під час нього відбувається газообмін у тканинах і легенях, при якому підтримується окислювально-відновлювальний баланс. Дихання - це складний процес, що забезпечує киснем тканини, використання його клітинами при метаболізмі, а також видалення негативних газів.
Етапи дихання
Щоб зрозуміти, як відбувається газообмін у тканинах і легенях, необхідно знати етапи дихання. Всього їх три:
- Зовнішнє дихання, при якому відбувається газообмін між клітинами організму і зовнішньою атмосферою. Зовнішній варіант ділиться на обмін газів між зовнішнім і внутрішнім повітрям, а також на обмін газами між кров 'ю легенів і альвеолярним повітрям.
- Транспортування газів. Газ в організмі знаходяться у вільному стані, а інша частина переноситься у зв 'язаному стані гемоглобіном. Газообмін у тканинах і легенях відбувається через гемоглобін, в якому міститься до двадцяти відсотків вуглекислого газу.
- Тканинний подих (внутрішній). Цей вид можна розділити на обмін газами між кров 'ю і тканинами, і на засвоєння клітинами кисню і виділення різних продуктів життєдіяльності (метану, вуглекислого тощо).
У процесах дихання беруть участь не тільки легкі та дихальні шляхи, а й м 'язи грудної клітини, а також головний і спинний мозок.
Процес газообміну
Під час насичення повітрям легенів і при видихах відбувається його зміна на хімічному рівні.
У видихуваному повітрі при температурі нуль градусів і при тиску 765 мм рт. ст., міститься близько шістнадцяти відсотків кисню, чотири відсотки вуглекислого газу, а решта - азот. При температурі 37о С повітря в альвеолах насичується парами, при цьому процесі змінюється тиск, падаючи до п 'ятдесяти міліметрів ртутного стовпа. При цьому тиск газів в альвеолярному повітрі становить трохи більше семисот мм рт. ст. У цьому повітрі міститься п 'ятнадцять відсотків кисню, шість - вуглекислого газу, а решта - це азот та інші домішки.
Для фізіології газообміну в легенях і тканинах має велике значення різниця парціального тиску і між вуглекислим газом і киснем. Парціальний тиск кисню становить близько 105 мм рт. ст., а у венозній крові воно втричі менше. Через цю різницю кисень надходить з альвеолярного повітря у венозну кров. Таким чином, відбувається її насичення і перетворення на артеріальну.
Парціальний тиск СО2 у венозній крові менше п 'ятдесяти міліметрів ртутного стовпа, а в альвеолярному повітрі - сорок. Через цю невелику різницю вуглекислий газ переходить з венозної крові в альвеолярну і виводиться організмом при видиху.
Газообмін у тканинах і легенях здійснюється за допомогою капілярної сітки судин. Через їх стінки відбувається насичення киснем клітин, а також видаляється вуглекислий газ. Цей процес спостерігається тільки при різниці в тиску: у клітинах і тканинах кисневе доходить до нуля, а тиск вуглекислого газу становить близько шістдесяти мм рт. Це дозволяє проходити СО2 з клітин на судини, перетворюючи кров на венозну.
Транспорт газів
Під час зовнішнього дихання в легенях відбувається процес перетворення венозної крові на артеріальну шляхом з 'єднання кисню з гемоглобіном. У результаті такої реакції утворюється оксигемоглобін. При досягненні клітин організму цей елемент розпадається. У з "єднанні з бікарбонатами, які утворюються в крові, вуглекислота надходить у кров. В результаті утворюються солі, але при цьому процесі реакція її залишається незмінною.
Досягнувши легенів, бікарбонати розпадаються, віддаючи оксигемоглобіну лужний радикал. Після цього бікарбонати перетворюються на вуглекислий газ і водяні пари. Всі ці речовини розпаду виводяться з організму під час видиху. Механізм газообміну в легких і тканинах виробляється шляхом перетворення вуглекислого газу і кисню в солі. Саме в такому стані ці речовини транспортуються кров 'ю.
Роль легенів
Основна функція легенів - це забезпечення обміну газами між повітрям і кров 'ю. Цей процес можливий через величезну площу органу: у дорослої людини вона становить 90 м2 і майже такою ж площею судин МКК, де відбувається насичення венозної крові киснем і віддача вуглекислого газу.
Під час видиху з організму виводиться більше двохсот різних речовин. Це не тільки вуглекислий газ, а й ацетон, метан, ефіри та спирти, пари води тощо.
Крім кондиціонування, функція легенів полягає в захисті організму від інфекції. При вдиху, всі патогенні речовини осідають на стінках дихальної системи, в тому числі альвеол. У них містяться макрофаги, що захоплюють мікробів і знищують їх.
Макрофаги виробляють хемотаксичні речовини, які приваблюють гранулоцити: вони виходять з капіляр і беруть пряму участь у фагоцитозі. Після поглинання мікроорганізмів макрофаги можуть переходити в лімфатичну систему, де може відбуватися запалення. Патологічні агенти змушують виробляти лейкоцитарні антитіла.
Функція метаболізму
Особливості функцій легенів включає метаболічну властивість. Під час обмінних процесів відбувається утворення фосфоліпідів і білків, їх синтез. Також у легенях відбувається синтез гепарину. Дихальний орган бере участь в освіті та руйнуванні біологічно активних речовин.
Загальна схема дихання
Особливість будови дихальної системи дозволяє повітряним масам легко проходити по дихальних шляхах і потрапляти в легені, де відбуваються обмінні процеси.
Повітря потрапляє в дихальну систему через носовий хід, потім проходить по ротоглотці в трахею, звідки маса доходить до бронхів. Після проходження через бронхіальне дерево повітря потрапляє в легені, де і відбувається обмін між різними типами повітря. Під час цього процесу кисень поглинається клітинами крові, перетворюючи венозну кров в артеріальну і доставляючи її до серця, а звідти вона розноситься по всьому організму.
Анатомія дихальної системи
Будова дихальної системи виділяє повітроносні шляхи і власне дихальну частину. Остання представлена легенями, де відбувається газообмін між повітряними масами і кров 'ю.
Повітря проходить у дихальну частину повітряносними шляхами, представленими порожниною носа, гортанню, трахеєю і бронхами.
Повітряна частина
Починається дихальна система носовою порожниною. Вона розділена на дві частини хрящовою перегородкою. Спереду канали носа повідомляються з атмосферою, а ззаду - з носоглоткою.
З носа повітря потрапляє в ротову, а потім в гортанну частину горлянки. Тут відбувається схрещення дихальної та травної систем. При патології носових ходів, дихання може здійснюватися через рот. У цьому випадку повітря також потраплятиме в горлянку, а потім в гортань. Вона розташовується на рівні шостого шийного хребця, утворюючи піднесення. Ця частина дихальної системи може зміщуватися під час розмови.
Через верхній отвір гортань повідомляється з ковткою, а знизу орган переходить у трахею. Вона є продовженням гортані і складається з двадцяти неповних хрящових кілець. На рівні п 'ятого грудного хребетного сегмента трахея розділяється на пару бронхів. Вони прямують до легенів. Бронхи розділені на частини, утворюючи перевернуте дерево, яке ніби проросло гілками всередину легенів.
Дихальну систему завершують легені. Вони розташовані в грудній порожнині обома сторонами від серця. Легкі діляться на частки, кожна з яких поділяється на сегменти. Вони мають форму неправильних конусів.
Сегменти легенів поділяються на безліч частин - бронхіол, на стінках яких розташовуються альвеоли. Весь цей комплекс отримав назву альвеолярний. Саме в ньому відбувається газообмін.