Процесс газообмена в легких

Газообмен в легких и тканях

Процесс газообмена в легких

Состав воздуха, который поступает и выходит из дыхательных путей достаточно постоянный. Вдыхаемый воздух содержит порядка 21% кислорода, 0,03% углекислого газа.

При этом выдыхаемый воздух будет содержать 16-17% кислорода и 4% углекислого газа. Процентное содержание кислорода в альвеолярном воздухе равно 14,4%, углекислого газа – 5,6%.

При выдохе воздух мертвого пространства смешивается с содержимым ацинусов.

Объем вдыхаемого и выдыхаемого атмосферного азота остается практически одинаковым.

Из организма во время выдоха выводятся пары воды.

Если долго вдыхать воздух, который содержит значительные концентрации кислорода, то это может пагубно влиять на состояние организма. Однако, при некоторых заболеваниях, в качестве лечебных мероприятий используют ингаляции 100% кислородом.

Диффузия газов

Замечание 1

Легочная мембрана, или аэрогематический барьер является разграничительной чертой между кровью и воздухом альвеол.

В легких газообмен возможен благодаря диффузии кислорода из альвеол в кровь, а также углекислого газа из крови в альвеолы.Сквозь аэрогематический барьер газы могут переходить благодаря разности их концентраций. Парциальное давление газа – это часть общего давления, которая принадлежит данному газу.

  • Курсовая работа 460 руб.
  • Реферат 280 руб.
  • Контрольная работа 240 руб.

В воздушной среде кислород обладает парциальным давлением (или напряжением), равным 160 мм рт. ст. Парциальное давление углекислого газа составляет примерно 0,2 мм рт. ст. В альвеолярном воздухе парциальное давление для кислорода и двуокиси углерода имеет иное значение. Так, давление кислорода составляет 100 мм рт. ст., а углекислого газа – 40 мм рт. ст.

В крови газы пребывают в химически связанном и в растворенном состоянии. В процессе диффузии способны принимать участие исключительно молекулы газа, находящегося в растворенном состоянии.

Способность газа растворяться в жидкостях зависит от:

  1. объема и давления газа над жидкостью;
  2. состава жидкости;
  3. природы газа;
  4. температуры жидкости.

Чем ниже температура и выше давление газа, тем больше газа способно растворится.

В 1 мл крови при температуре 38 ºС и давлении, равном 760 мм рт. ст. растворяется 2,2% кислорода и 5,1% углекислого газа.

Градиент давления между кровью и альвеолярным воздухом для кислорода равен 60 мм рт. ст. В результате возможна диффузия кислорода в кровь.В крови кислород связывается с гемоглобином, находящимся в эритроцитах, и образуется оксигемоглобин. Артериальная кровь содержит большое количество оксигемоглобина. Гемоглобин здорового человека способен насыщаться кислородом на 96%.

Определение 1

Кислородная емкость крови – это максимально возможное количество кислорода, способное к связыванию кровью при глубоком насыщении кислородом гемоглобина.

Замечание 2

Эффект Хрлдейна – повышенная способность крови связывать углекислый газ при переходе оксигемоглобина в гемоглобин.

В норме, в 100 мл крови содержится почти 20 мл кислорода. Венозная кровь такого же объема заключает 13-15 мл кислорода.

Образующийся в тканях углекислый газ, по градиенту концентрации переходит в кровь и соединяется с гемоглобином. В результате образуется карбгемоглобин.

Основная часть углекислого газа взаимодействует с водой с образованием карбоновой кислоты.Карбоновая кислота способна диссоциировать, в результате чего образуется ион водорода и бикарбонат-ион.

Основная часть углекислого газа перемещается в форме бикарбоната.

В эритроцитах крови содержится фермент карбоангидраза, способный катализировать как расщепление карбоновой кислоты, так и ее образование. Расщепление происходит в капиллярах легких.

В венозной крови напряжение двуокиси углерода равно около 46 мм рт. ст. Парциальное давление двуокиси углерода в альвеолярном воздухе составляет 40 мм рт. ст., поэтому градиент давления составляет 6 мм рт. ст. в пользу крови.

В состоянии покоя из человеческого организма выходит 230 мл двуокиси углерода.

Диффузия газов протекает по разности концентрации, то есть из среды с большим напряжением в среду с меньшим напряжением.

Определение 2

Диффузионная способность легких

Газообмен в тканях

Минимальное напряжение кислорода проявляется в митохондриях – местах его использования для биологического окисления. В результате расщепления оксигемоглобина молекулы кислорода начинают диффундировать в сторону более маленьких значений напряжения кислорода.

Парциальное давление в тканях зависит от ряда факторов:

  • расстояния между кровеносными капиллярами и их геометрии;
  • скорости движения крови;
  • нахождения клеток относительно капилляров;
  • окислительных процессов и т.д.

Напряжение кислорода в тканевой жидкости рядом с капиллярами намного меньше (20-40 мм рт. ст.), чем в крови.

При интенсивных окислительных процессах в клетках напряжение кислорода может практически равняться нулю. Напряжение кислорода будет резко увеличиваться при повышении скорости кровотока.

Максимальное давление углекислого газа ( около 60 мм. рт. ст.) наблюдается в клетках при образовании его в митохондриях. Давление углекислого газа изменчиво в тканевой жидкости (около 46 мм рт.ст.), в то время как в артериальной крови равно 40 мм рт.ст.

Двуокись углерода перемещается по градиенту напряжений в капилляры крови и далее транспортируется кровью к легким.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/dyhanie/gazoobmen_v_legkih_i_tkanyah/

Легкие

Процесс газообмена в легких

Легкие – парные органы, расположенные в грудной полости. Состоят из долей: правое легкое содержит три доли, левое – две. Легочная ткань состоит из пузырьков – альвеол, в которых происходит жизненно важный процесс – газообмен между кровью и атмосферным воздухом.

Легкое покрыто оболочкой – плеврой, которая переходит с поверхности легких на внутренние стенки грудной клетки. Между двумя листками плевры образуется плевральная полость, давление в которой отрицательное, что имеет принципиальное значения для актадыхания.

Газообмен в легких и тканях

Воздух перемещается по воздухоносным путям и, наконец, достигает мельчайшей структуры легкого – легочного пузырька, или альвеолы. Стенка альвеолы оплетена густой сетью капилляров – сосудов с тонкой стенкой, через которую происходит диффузия газов: из крови в альвеолу выходит углекислый газ, а в кровь из альвеолы поступает кислород.

Кислород, растворившийся в крови, по кровеносным сосудам достигает внутренних органов и тканей организма. Замечу, что перемещаясь по крови, газы образуют соединения с гемоглобином эритроцитов:

  • Кислород (O2) – оксигемоглобин
  • Углекислый газ (CO2) – карбгемоглобин
  • Угарный газ (CO) – карбоксигемоглобин

Соединение гемоглобина с угарным газом гораздо устойчивее, чем остальные: угарный газ легко выигрывает в конкуренции с кислородом и занимает его место. Этим объясняются тяжелые последствия отравлений угарным газом, который быстро скапливается при пожаре в замкнутом помещении.

По мере того, как кровь отдает углекислый газ и принимает кислород, из венозной крови (бедной кислородом) она превращается в кровь артериальную. В тканях происходит обратный процесс: клетки нуждаются в кислороде, необходимом для тканевого дыхания,а углекислый газ, побочный продукт обмена веществ, требует удаления из клетки в кровь.

Я часто спрашиваю учеников – “Что движет газом, что заставляет, к примеру, кислород перемещаться сначала из альвеолы в кровь, а в тканях – из крови к клеткам?” Запомните, что этой движущей силой является разность парциальных давлений газов.

Парциальным давлением газа называют ту часть от общего объема газа, которая приходится на долю данного газа. Не рекомендую вам заучивать таблицу, приведенную выше, но для понимания она весьма хороша.

Заметьте, парциальное давление кислорода в альвеоле 100-110, а в венозной крови капилляра, оплетающего стенку альвеолы, давление кислорода 40. Таким образом, кислород устремляется из области большего давления в область меньшего – из альвеолы в кровь.

Происходящие перемещения газов можно легко зафиксировать, измерив концентрацию газов во вдыхаемом и выдыхаемом человеком воздухе. Вероятно, многие из этих данных вам не пригодятся, но призываю вас запомнить, что в окружающем воздухе 21% кислорода и 0,03% углекислого газа – это важная информация.

Важное значение в транспорте газов имеет жидкость, покрывающая стенки альвеол – сурфактант. Изначально кислород растворяется в сурфактанте и только после этого диффундирует через стенку капилляра, попадая в кровь. Сурфактант также препятствует слипанию (спаданию) стенок альвеол во время выдоха.

Жизненная емкость легких

Одним из физиологически важных показателей является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ – максимальное количество воздуха, которое человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.

Этот показатель весьма вариабельный, в среднем ЖЕЛ взрослого человека около 3500 см3. У спортсменов ЖЕЛ больше на 1000-1500 см3, а у пловцов может достигать 6500 см3. Чем больше ЖЕЛ, тем больше воздуха поступает в легкие и кислорода – в кровеносную систему, что очень важно для клеток тканей во время занятий споротом.

ЖЕЛ легко измеряется с помощью специального прибора – спирометра (от лат. spirare – дышать).

Механизм легочного дыхания

Между наружной поверхностью легкого и стенками грудной клетки имеется плевральная полость, которая играет важнейшую роль в процессе вдоха и выдоха, а также уменьшает трение легких при дыхательных движениях.

Давление в плевральной полости всегда ниже на 5-7 мм. рт. ст. атмосферного давления, поэтому легкие постоянно находятся в расправленном состоянии, скреплены через плевру со стенками грудной полости.

Вообразите: легкое подтягивается к плевре, которая скреплена с грудной клеткой. А грудная клетка постоянно совершает дыхательные движения, расширяясь и сужаясь, таким образом, легкое следует за дыхательными движениями грудной клетки.

Остается разобраться, как происходят эти дыхательные движения? Причина этому – сокращения и расслабления межреберных мышц, в результате которых грудная клетка соответственно – поднимается и опускается. Сейчас мы детально обсудим механизм вдоха и выдоха.

При вдохе межреберные мышцы сокращаются, при этом ребра поднимаются, и грудина отодвигается вперед – грудная клетка расширяется в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма – дыхательная мышца, во время вдоха сокращается и опускается вниз: грудная клетка расширяется в вертикальном направлении.

При выдохе все происходит наоборот: межреберные мышцы расслабляются, при этом ребра опускаются, и грудина отодвигается назад – грудная клетка сужается в передне-заднем и фронтальном (в стороны) направлениях. Диафрагма во время выдоха расслабляется и поднимается вверх: грудная клетка сужается в вертикальном направлении. Благодаря этим движением осуществляется вдох и выдох.

Можем ли мы брать под контроль свое дыхание? Легко. Но ведь мы далеко не всегда его контролируем даже в течение дня, не говоря о ночи. Процессом дыхания управляет дыхательный центр, расположенный в продолговатом отделе головного мозга. Это центр обладает автоматией – периодически импульсы сами поступают к дыхательным мышцам, к примеру – во время сна.

Состав крови сильно влияет на интенсивность дыхания. В многочисленных опытах было выявлено, что увеличение концентрации CO2 возбуждает дыхательный центр. Этим можно объяснить учащение дыхания во время физической нагрузки, к примеру, бега, когда в клетках мышц ног идет активное образование CO2 и поступление его в кровь, дыхание учащается рефлекторно.

Рефлекторную регуляцию дыхания наиболее ярко доказывает опыт с перекрестным кровообращением, при котором соединены кровеносные системы двух собак. При пережатии трахеи у первой собаки останавливается дыхание, и углекислый газ перестает удаляться из крови – его концентрация в крови возрастает, что приводит к возникновению одышки (учащенного дыхания) у второй собаки.

Пневмоторакс

В норме давление в плевральной полости отрицательное, оно обеспечивает растяжение легких. Однако при ранениях грудной клетки целостность плевральной полости может нарушаться: в таком случае давление в полости становится равным атмосферному.

Нарушение целостности плевральной полости называют – пневмоторакс (от др.-греч. πνεῦμα — дуновение, воздух и θώραξ — грудь). При наступлении пневмоторакса легкие спадаются и перестают участвовать в дыхании.

Горная и кессонная болезни

Альпинисты и любители горных походов (особенно новички) часто сталкиваются с горной болезнью. Это состояние возникает из-за того, что при подъеме на высоту парциальное давление кислорода падает, и его концентрация в крови не соответствует потребностям организма – ниже, чем должна быть.

Поначалу горная болезнь проявляется эйфорией (беспричинной радостью) и учащением пульса. Если покорение горных вершин продолжается, то к этим симптомам постепенно присоединяется апатия (состояние равнодушия), мышечная слабость, судороги и головная боль.

Что же делать, спросите вы? Необходимо немедленно прекратить дальнейший подъем, при усилении симптомов – начать спуск. Лучше всего предупредить горную болезнь, следуя правилу – не увеличивать высоты ночевки более чем на 300-600 метров.

Кессонная болезнь возникает у водолазов, связана с увеличением парциального давления газа – азота, которое возникает при погружении под воду. Существует закономерность: чем глубже водолаз опускается, тем больше становится растворенного в крови азота. В чем же опасность того, что азот растворяется в крови?

При резком быстром подъеме растворимость азота в крови понижается, и кровь буквально вскипает. Только представьте, в сосудах возникают настоящие пузыри газа! Они могут закупорить сосуды легких, сердца, других внутренних органов, в результате чего кровообращение остановится, и последствия могут быть самыми печальными, вплоть до летального исхода.

Как же предупредить кессонную болезнь? Можно использовать в дыхательной смеси вместо азота газ гелий, который не приводит к таким последствиям. Также необходимо придерживаться правила постепенного подъема, с остановками, избегать резкого всплытия.

Источник: https://studarium.ru/article/90

Легкие человека – строение и функции. Интересные факты о легких

Процесс газообмена в легких
Общий рейтинг статьи/Оценить статью [Всего : 5 Общая оценка статьи: 4.8]

Каждый человек из школьного курса биологии знает, для чего нужны легкие и где они находятся.

В легких происходит газообмен, благодаря которому наш организм насыщается кислородом и выводит “отработанный” углекислый газ. Все верно. Но у легких есть задачи, не связанные с газообменом.

В этой статье мы разберем строение и функции легких, проследим путь воздуха от момента вдоха до альвеол. А также узнаем интересные факты о легких, о которых нам не рассказывали умные книжки.

Мы не будем разбирать строение и функции легких так, как это преподносят нам учебники. Это чересчур скучно и не всем понятно. Остановимся лишь на важных моментах.

Строение легких человека

Несмотря на то, что легкие – парный орган, они все же не симметричны. Правое легкое шире и немного короче левого. Это вполне закономерно, если вспомнить, что в левой и частично в центральной части грудной полости располагается сердце.

На левом легком есть специальная выемка для сердца, где оно чувствует себя довольно уютно. С точки зрения физиологии, это очень важно.

Левое легкое служит защитой для сердца, своего рода амортизационной подушкой, которая защищает его от механических повреждений.

Итак, правое легкое немного больше левого. Это объясняет определенные особенности их строения. В правом легком выделяют три доли, а в левом только две. Доли делятся на сегменты, а они — на дольки.

Легкое по форме напоминает конус – у него есть верхушка и основание, а также три поверхности. Подробное строение легкого можно изучить в анатомическом атласе, если это вам будет необходимо. Нам же намного важнее понять, как воздух, который мы вдыхаем попадает в легкие, и что с ним происходит дальше.

Как происходит процесс дыхания

Сам процесс дыхания – достаточно интересный с точки зрения физиологии. Обратите внимание, что мы дышим сами того не замечая и не контролируя. Сколько воздуха нам необходимо – решает головной мозг.

Очевидно, что потребность в кислороде в состоянии покоя и при физической нагрузке несколько отличается. Мы чаще дышим при стрессе или высоко в горах, где парциальное давление кислорода ниже, чем на равнинной местности.

Если бы нас попросили самостоятельно рассчитать частоту и глубину дыхания, в зависимости от потребностей организма, мы вряд ли справились бы с этой задачей.

Вместе с тем, человек может контролировать свое дыхание. Существуют специальные техники, которые позволяют снять стресс, убрать лишние эмоции и даже уменьшить боль. Рекомендации восточных практик – вдыхать обычно, а выдыхать длинно, имеют под собой научную основу. Частое поверхностное дыхание приводит в возбуждение нервную систему, а ровное медленное дыхание, ее, наоборот, успокаивает.

Вдох осуществляется за счет дыхательных мышц и диафрагмы. При этом увеличивается объем грудной клетки. Под действием силы натяжения легкие расправляются и в них формируется отрицательное давление воздуха. Стоит отметить, что в легких всегда присутствует около 150 мл воздуха. Это необходимо для того, чтобы поддержать их объем и обеспечить нормальные физиологические процессы.

Как происходит газообмен в легких

Итак, мы вдохнули, и воздух через носоглотку попадает в трахею, затем бронхи. Легкие – парный орган, соответственно и бронхи тоже. Если говорить простым языком, то бронхи – это полые трубочки, по которым проходит воздух.

Правый и левый бронх заходит в правое и левое легкое, соответственно. Это место в медицине называется корнем легкого.

Дальше бронхи наподобие дерева распадаются на более мелкие ветви – долевые бронхи, затем еще делятся – на сегментарные бронхи, которые в свою очередь переходят в дольковые бронхи. В каждом легком таких “веточек” от 800 до 1000.

Дольковые бронхи распадаются на более мелкие трубочки – бронхиолы, диаметр которых меньше миллиметра. В конце каждой бронхиолы находятся так называемые альвеолы. Это пузырьки с воздухом, оболочкой которых является тончайшая мембрана.

Строение легких напоминает перевернутое дерево:

Наверное, вы уже догадались, что в альвеолах и происходит газообмен. Легкие пронизаны мельчайшими кровеносными сосудами – капиллярами. Такая сетка необходима для процессов передачи кислорода, углекислого газа и других газообразных веществ. Они могут проходить через мембрану альвеол и капилляров. Здесь в силу вступает физика.

Кислород проходит за счет разницы парциального давления в крови и во вдыхаемом воздухе. То есть бедная кислородом кровь буквально тянет его к себе. Попав в кровь, кислород тут же захватывается гемоглобином эритроцитов и разносится по организму. Таким же образом кровь покидают летучие вещества, в том числе и углекислый газ.

Это, конечно, довольно примитивная схема представления газообмена в легких, но в целом она соответствует происходящим процессам.

За счет большого количества альвеол в легких обеспечивается большая площадь поверхности для полноценного взаимодействия крови и воздуха.

Примерный состав воздуха, которым мы дышим:

Кислород – 20-21%, углекислый газ — 0,03%, азот -79-80%

Примерный состав выдыхаемого воздуха:

Кислород 16,3%, углекислый газ 4%, азот – около 80%

То есть получается, что и в выдыхаемом воздухе есть кислород, то есть этот воздух не совсем “неживой”. Многие считают, что причина ощущения духоты в непроветриваемых помещениях с большим скоплением людей связана с избытком углекислого газа и недостатком кислорода. Это не совсем так.

В душных помещениях как правило тепло и влажно, ведь с дыханием организм покидает небольшое количество воды. Вот так и получается, что, если мы большим и дружным коллективом долго находимся в закрытом помещении, воздух становится более влажным.

Субъективно это воспринимается как дефицит кислорода.

Сурфактант легких

Сурфактант легких – это жидкость, которая тонким слоем покрывает альвеолы изнутри. функция сурфактанта – не допустить слипание альвеол на выдохе.

Для того, чтоб понять, как работает этот механизм, нужно представить себе воздушный шарик, который мы надули, а потом выпустили из него воздух.

Если изнутри нет никакой защитной оболочки, шарик слипнется и надуть его повторно будет проблематично.

Сурфактант состоит из белков, липидов и углеводов и синтезируется клетками альвеол.

Легкие закладываются и начинают развиваться примерно с 3 недели внутриутробного развития. Так как этот орган плоду пока не нужен, сурфактант начинает вырабатываться в конце третьего триместра беременности.

При рождении ребенок испытывает нехватку кислорода и рефлекторно вдыхает. Первый крик новорожденного – ни что иное, как первый выдох.

Это говорит о том, что все в порядке – легкие расправились и ребенок начал активно дышать.

У недоношенных детей легочная ткань незрелая, сурфактанта недостаточно или вообще нет. Поэтому им проводят искусственную вентиляцию легких, а при выраженной дыхательной недостаточности вводят сурфактант. Этот препарат содержит высокоочищенный сурфактант животных.

Еще одна важная функция сурфактанта – защита от инфекции, которую мы вдыхаем вместе с воздухом.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)

Жизненная емкость легких – это максимальный объем воздуха, который человек может вдохнуть после максимального выдоха.

В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает примерно 500 мл воздуха. В спокойном состоянии мы дышим в основном только верхушкой легких. При интенсивном газообмене работают и нижние отделы легких, дыхание становится глубже, и мы вдыхаем больше воздуха.

Это не говорит о том, что у спортсменов легкие крупнее, чем у нетренированного человека. Просто объем воздуха, который спортсмен может вдохнуть гораздо больше.

Почему это важно? Дело в том, что глубокая вентиляция включает резервные отделы легких, в которых из-за бездействия часто наблюдаются застойные явления и воспаление.

Регулярные тренировки увеличивают максимальное потребление кислорода на 20-30%, расширяют бронхи, стимулируют отделение слизи.

Идеальными в плане тренировки легких являются такие виды спорта как большой теннис, плавание, легкая атлетика и вся физическая активность, связанная с кардио нагрузкой.

Функции легких, не связанные с газообменом

Если с газообменом все относительно понятно, то о других функциях легких многие даже не догадываются. Давайте их разберем:

1. Защитная функция легких заключается в уничтожении инфекции, а также удалении пыли и других инородных веществ.

Кроме сурфактанта, который обеспечивает механическую защиту, в тканях легких содержится много иммунных клеток, которые распознают и уничтожают инфекцию.

Ее фрагменты вместе с отработавшими клетками иммунитета, пылью и другими чужеродными частичками покидают организм с выдыхаемым воздухом и слизью. Кстати, кашель – это защитный рефлекс, который говорит о том, что время вывести лишнее вместе со слизью.

2. Депо крови. В капиллярах легких запасается около 450 мл крови, которая может быть использована при кровопотере.

3. Фильтрация крови. В легких фильтруются и расплавляются мелкие тромбы.

4. Участие в обмене веществ. В легких происходит синтез белка. При этом азот, который необходим для такого синтеза, частично отбирается из вдыхаемого воздуха. Как говорится, “не хлебом единым”.

Еще один важный процесс, который происходит в легких – активация ангиотензина II. Это вещество является мощным сосудосуживающим агентом – принимает непосредственное участие в регуляции артериального давления.

Также в легких инактивируется серотонин и запасаются гистамин, брадикинин и другие биологически активные вещества.

5. Поддержание баланса воды в организме. В процессе дыхания происходит испарение воды.

6.Терморегуляция. Легкие обладают способностью к теплопродукции. Они согревают не только вдыхаемый воздух, но и весь организм в целом.

7. Выделение летучих веществ, которые находятся во вдыхаемом воздухе, либо синтезируются в организме. К ним относятся углекислый газ, метан, ацетон и другие вредные вещества, которые отравляют наш организм.

Профилактика болезней легких

И напоследок, немного поговорим о профилактике болезней легких. Большинство из нас живут в промышленных городах, где воздух, который по определению должен быть прозрачным, можно увидеть. И, судя по всему, не за горами время, когда мы сможем его и пощупать – настолько высок процент взвеси из промышленной и строительной пыли.

О вреде курения говорить бесполезно, пусть активисты ЗОЖники простят такую категоричность. Можно бросить курить, было бы желание. А у многих его просто нет. Все, кто хотел, давно перешли на вейп (электронные сигареты).

Их относительная безопасность под большим вопросом. Весьма странно, почему люди так быстро “втягиваются” в этот процесс. Трубить тревогу первыми начали производители сигарет, ведь это серьезно ударило по их бизнесу.

А вы думали, это они о здоровье поколения так переживают?

Это было небольшое отступление от темы. В конце концов, ваше здоровье – в ваших руках. Давайте лучше поговорим о том, что любят наши легкие, и можно ли их почистить.

Легкие способны к частичному восстановлению. Но если вы десять лет курите по пачке в день, не требуйте от них невозможного. Разрушенные альвеолы не могут регенерировать. Восстанавливается функция бронхов – их реснички начинают выполнять утерянную функцию очищения от слизи и вредных веществ. Субъективно это выражается в уменьшении интенсивности одышки и в улучшении общего самочувствия.

В общем-то легкие, как и многие органы нашего организма являются самовосстанавливающейся системой. Достаточно убрать негативные факторы, и к ним начнет возвращаться здоровье. Уже через 2-3 недели вы почувствуете явные улучшения в вашем организме.

Есть продукты, которые косвенно помогают очистить легкие за счет антиоксидантов, бактерицидных и отхаркивающих веществ в их составе. Это ананасы, яблоки, зеленый чай, чеснок, лук, имбирь, молоко, овес, мед. Есть масса рецептов отваров из еловых шишек, трав и других растительных компонентов.

Для более быстрого очищения легких рекомендуют пить много воды – не менее 2-2,5 л в день. Она разжижает слизь и стимулирует отделение мокроты.

Неплохо работают ингаляции. Можно применять солевые растворы или минеральную воду, а можно добавлять в них эфирные масла – эвкалиптовое, кедровое, масло пихты и можжевельника.

Любители бани тоже будут довольны – эта оздоровительная процедура благотворно влияет на наши легкие. Только не переусердствуйте с температурой – она должна быть не очень высокой для того, чтоб не обжечь слизистую.

Самый эффективный способ оздоровления легких и всей дыхательной системы в целом – это конечно же спорт. Но есть одно условие, которое не всегда возможно реализовать – спортом нужно заниматься на свежем воздухе, то есть подальше от города.

Берегите ваши легкие и будьте здоровы!

Источник: https://medsimple.com.ua/legkie-cheloveka/

Газообмен в легких и тканях кратко

Процесс газообмена в легких

Газообмен в тканях и легких — один из важнейших процессов в нашем организме, позволяющий регулировать жизненно необходимый уровень содержания кислорода и углекислого газа. При дыхании человек получает большое количество необходимого для всех процессов жизнедеятельности кислорода, который в дальнейшем будет доставлен по средствам кровеносной системы ко всем органам и частям тела.

Другим важным химическим элементом, который содержится в организме человека и окружающей атмосфере, является углекислый газ. Избыток этого соединения приводит к серьезным последствиям для тканей и всех органов нашего тела. За выведение избыточного количества углекислого газа также выступает газообмен, непрерывно происходящий в каждой части организма.

Кстати! Узнайте, какие органы дыхания человека существуют и какие функции они выполняют.

Возникли вопросы или что-то непонятно? Спросите у редактора статьи – здесь.

Газообмен в легкихГазообмен в тканяхНеобходимые условия для газообмена

Жизненная емкость легких для газообмена

Газообмен в легких

Воздух, который человек вдыхает и выдыхает обратно значительно отличается по своему химическому составу. Воздух в окружающей атмосфере содержит в своем составе до 21 процента кислорода и около 0,04 процента углекислого газа. При выдохе содержание обоих веществ изменяется, кислорода становится около 16 процентов, углекислого газа — 4-5 процента.

Огромную роль в процессе газообмена в легких играют альвеолы. Они покрыты сетью мелких капилляров, в которые переносится венозная кровь, идущая от сердца. Попадающая в легкие кровь бедна кислородом и содержит большое количество углекислого газа.

При этом, поглощаемый при дыхании воздух, как уже было сказано, богат кислородом. Далее, благодаря процессам диффузии и осмоса, кислород переходит в альвеолы.

Из них он попадает в кровеносную систему и соединяется с молекулами гемоглобина, находящимися в эритроцитах.

Обратным эффектом процесса диффузии является отдача избыточного углекислого газа из кровеносных капилляров альвеолами во вдыхаемый воздух. Кроме этого, при постоянном процессе газообмена из крови выделяется некоторое количество воды, выходящей при дыхании в виде пара.

Газообмен в тканях

Кислород в организме активно расходуется на постоянные процессы окисления, происходящие в тканях. Эти процессы являются причиной того, что содержание кислорода в тканях значительно ниже, чем в крови, поступающей от сердца к органам. Благодаря газообмену тканевая жидкость насыщается необходимым количеством кислорода, а затем передает его непосредственно в ткани органов.

Насыщение крови углекислым газом происходит в обратном порядке. Из-за непрекращающихся химических процессов, происходящих в тканях, образовавшийся углекислый газ сначала переносится в тканевую жидкость, а потом насыщает собой кровь.

Необходимые условия для газообмена

Следует помнить, что протекание правильного цикла газообмена в организме возможно лишь при соблюдении всех необходимых условий.

  1. Самым необходимым условием является постоянная смена воздуха в легких — это является причиной того, что дыхательный процесс не прерывается ни на секунду. Постоянных процесс дыхания, производимый при помощи дыхательных мышц, ежесекундно наполняет легкие чистым воздухом, обогащенным кислородом. Прекращение дыхания на несколько минут способствует недостаточному уровню содержания необходимых химических соединений. Именно по этой причине отсутствие дыхания приводит к быстрой смерти из-за недостатка кислорода в крови.
  2. Особое внимание следует уделить химическому составу вдыхаемого воздуха. Современная атмосфера с каждым днем все больше загрязняется производимыми человеческими изобретениями выбросами. Уровень кислорода в районах, прилегающих к крупным предприятиям, является недостаточным для полноценного протекания процессов газообмена в тканях и легких. Кроме этого, стоит избегать непроветриваемых помещений и мест, где вентиляция недостаточно оптимизирована для нахождения большого количества людей. Избыток углекислого газа в помещении способен вызвать головокружение и стать причиной потери сознания.

Жизненная емкость легких для газообмена

Понятие ЖЕЛ — жизненная емкость легких, определяется как количество воздуха, которое человек способен вдохнуть при одном вдохе. Этот показатель является очень важным для правильного газообмена в организме, так как он является в своем роде мерилом правильности процесса дыхания.

Измерение ЖЕЛ производится при помощи спирометра — специального прибора. Так, показателем среднестатистического человека является 3,5 литра. Этот уровень является нормой, которая означает достаточное поступление в организм кислорода, необходимого для правильного газообмена.

При этом, ЖЕЛ способна значительно отличаться у разных людей. Так, спортсмены обладают ЖЕЛ, превышающей среднестатистические показатели примерно на 30-45 процентов.

Полные люди неспособны получать необходимое количество кислорода, поэтому являются более медлительными в повседневной жизни.

Большинство биохимических процессов, проходящие в теле человека, требуют кислород. Его поступление в достаточном количестве способствует правильной работе всех органов человеческого тела.

Проходящие в теле процессе благодаря кислороду выделяют энергию и необходимые для поддержания работы организма вещества. При этих процессах также происходит выделение углекислого газа, избыточное количество которого в организме недопустимо.

Газообмен позволяет избавиться от перенасыщения им крови и тканей.

Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.

Источник: http://surgeryzone.net/info/fiziologiya/gazoobmen-v-legkix-i-tkanyax-kratko.html

Газообмен в легких и тканях — Знаешь как

Процесс газообмена в легких

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кислорода 16,3%, а углекислого газа 4% (табл. 13).

Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислорода (14,2%).

Азот и инертные газы, входящие в состав воздуха, в дыхании участия не принимают, и их содержание во вдыхаемом, выдыхаемом и альвеолярном воздухе практически одинаково.

Таблица 13

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха

Воздух газов (в %)
кислородуглекислый газазот
Вдыхаемый

Выдыхаемый

Альвеолярный

20,94

16,3

14,2

0,03 4

5,2

79,03

79,7

80,6

Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.

Парциальное давлениеи напряжение газов

В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие. Переход газов из воздуха вжидкость и из жидкости ввоздух происходит за счет разницы парциального давления этих газов в воздухе и жидкости.

Парциальным давлением называют часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем соответственно выше его парциальное давление. Атмосферный воздух, как известно, — смесь газов.

В этой смеси газов кислорода содержится 20,94%, углекислого газа — 0,03% и азота — 79,03%. Давление атмосферного воздуха 760 мм рт. ст. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе составляет 20,94% от 760 мм, т. е. 159 мм, азота — 79,03% от 760 мм, т. е.

около 600 мм, углекислого газа в атмосферном воздухе мало — 0,03% от 760 мм—0,2 мм рт. ст.

Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов. Напряжение газов выражается в тех же единицах, что и давление (в мм рт. ст.). Если парциальное давление газа в окружающей среде выше, чем напряжение этого газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости.

Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100—105 мм рт. ст., а в притекающей к легким крови напряжение кислорода в среднем 40 мм рт. ст., поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.

Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением. 

Газообмен в легких

Переход в легких кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и поступление углекислого газа из крови в легкие подчиняются описанным выше закономерностям.

Благодаря работам И. М. Сеченова стало возможно изучение газового состава крови и условий газообмена в легких и тканях.

Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью путем диффузии. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот.

Газообмен зависит от поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. Такие условия есть в легких. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100—150 м2. Так же велика и поверхность капилляров в легких.

Есть и достаточная разница парциального давления газов альвеолярного воздуха и напряжения этих газов в венозной крови (табл. 14).

Таблица 14

Парциальное давление кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и их напряжение в крови (в мм рт. ст.)

ГазПарциальное давление (напряжение)
атмосферный воздухальвеолярный воздухвенозная кровь (в капиллярах легких)артериальная кровь
Кислород Углекислый газ159 0,2—0,3100—110 4040 47102 40

Из таблицы 14 следует, что разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода 110—40 = 70 мм рт. ст., а для углекислого газа 47—40=7 мм рт. ст.

Опытным путем удалось установить, что при разнице напряжения кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25—60 см3 кислорода в минуту. Следовательно, разность давлений кислорода в 70 мм рт. ст. достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.

Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому за счет разности в 7 мм рт. ст. углекислый газ успевает выделиться из крови.

Перенос газов кровью

Кровь переносит кислород и углекислый газ. В крови, как и во всякой жидкости, газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и в химически связанном. И кислород, и углекислый газ в очень небольшом количестве растворяются в плазме крови. Большая часть кислорода и углекислого газа переносится в химически связанном виде.

Основной переносчик кислорода — гемоглобин крови. Каждый грамм гемоглобина связывает 1,34 см3 кислорода. Гемоглобин обладает способностью вступать в соединение с кислородом, образуя оксигемоглобин. Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше образуется оксигемоглобина. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода 100—110 мм рт. ст.

При этих условиях 97% гемоглобина крови связывается с кислородом. В виде оксигемоглобина кислород кровью приносится к тканям. Здесь парциальное давление кислорода низкое и оксигемоглобин — соединение непрочное — высвобождает кислород, который используется тканями. На связывание кислорода гемоглобином оказывает влияние и напряжение углекислого газа.

Углекислый газ уменьшает способность гемоглобина связывать кислород и способствует диссоциации оксигемоглобина. Повышение температуры также уменьшает возможности связывания гемоглобином кислорода. Известно, что температура в тканях выше, чем в легких.

Все эти условия помогают диссоциации оксигемоглобина, в результате чего кровь отдает высвободившийся из химического соединения кислород в тканевую жидкость.

Свойство гемоглобина связывать кислород имеет жизненное значение для организма. Иногда люди гибнут от недостатка кислорода в организме, окруженные самым чистым воздухом.

Это может случиться с человеком, оказавшимся в условиях пониженного давления (на больших высотах), где в разреженной атмосфере очень низкое парциальное давление кислорода. 15 апреля 1875 г. воздушный шар «Зенит», на борту которого находились три воздухоплавателя, достиг высоты 8000 м.

 Когда шар приземлился, то в живых остался только один человек. Причиной гибели людей было резкое снижение величины парциального давления кислорода на большой высоте.

На больших высотах (7—8 км) артериальная кровь по своему газовому составу приближается к венозной; все ткани тела начинают испытывать острый недостаток кислорода, что и приводит к тяжелым последствиям. Подъем на высоту более 5000 м, как правило, требует пользования специальными кислородными приборами.

При специальной тренировке организм может приспосабливаться к пониженному содержанию кислорода в атмосферном воздухе. У тренированного человека углубляется дыхание, увеличивается количество эритроцитов в крови за счет усиленного образования их в кроветворных органах и поступления из депо крови.

Кроме того, усиливаются сердечные сокращения, что приводит к увеличению минутного объема крови. Для тренировки широко применяют барокамеры. Углекислый газ переносится кровью в виде химических соединений— бикарбонатов натрия и калия.

Связывание углекислого газа и отдача его кровью зависят от его напряжения в тканях и крови.

Кроме того, в переносе углекислого газа участвует гемоглобин крови. В капиллярах тканей гемоглобин вступает в химическое соединение с углекислым газом. В легких это соединение распадается с освобождением углекислого газа. Около 25—30% выделяемого в легких углекислого газа переносится гемоглобином.

Статья на тему Газообмен в легких и тканях

Источник: https://znaesh-kak.com/m/a/%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD-%D0%B2-%D0%BB%D0%B5%D0%B3%D0%BA%D0%B8%D1%85-%D0%B8-%D1%82%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D1%8F%D1%85

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.