Довідник з біології

ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ'Я

ДИХАЛЬНА СИСТЕМА

ГАЗООБМІН У ЛЕГЕНЯХ І ТКАНИНАХ.

Людина дихає атмосферним повітрям, в якому міститься 20,9% кисню і 0,03% діоксиду вуглецю; повітря, що видихається, містить 16,3% кисню і 4% діоксиду вуглецю. В основі газообміну лежить різниця концентрації газів в альвеолах і капілярах. У легенях кисень з альвеол шляхом дифузії (по градієнту концентрації) переходить у кров, а діоксид вуглецю — з крові через стінки альвеол у їх просвіт (рис. 97).


Рис. 97. Обмін газів між кров'ю і альвеолярним повітрям: 1 — ендотелій; 2 — еритроцит; 3 — сурфактант; 4 — альвеола; 5 — капіляр; 6 — основна мембрана; 7 — інтерстиціальний простір; 8 — альвеола; 9 — сурфактант; 10 — епітелій альвеоли


Загальна товщина стінки альвеол і кровоносних капілярів складає близько 0,4 мкм. Швидкість дифузії діоксиду вуглецю в 25 разів більше, ніж кисню, тому, не дивлячись на невелику різницю концентрації діоксиду вуглецю в альвеолярному повітрі й легеневих капілярах, він встигає дифундувати. Кисень і діоксид вуглецю в невеликій кількості розчиняється в плазмі крові. В основному вони переносяться в хімічно зв'язаному вигляді. Головний переносник кисню — гемоглобін крові, кожний грам якого зв'язує 1,34 см3 кисню, утворюючи оксигемоглобін. Діоксид вуглецю переноситься кров'ю в основному у вигляді хімічних сполук — бікарбонатів натрію та калію, а також у зв'язаному з гемоглобіном стані (карбгемоглобін).

Насичена киснем кров надходить до органів і тканин. Газообмін у тканинах відбувається за тим же принципом, що і в легенях: із капілярів кисень надходить у тканинну рідину (завдяки різниці концентрацій), потім у клітини й вступає в реакції окислення (внутрішнє дихання). За тими ж законами діоксид вуглецю з клітин через тканинну рідину проникає в капіляри, потім у вени.

Дихальні рухи. Газообмін в легенях відбувається в результаті ритмічних дихальних рухів — вдиху і видиху, що безперервно йдуть один за одним. У дорослої людини 16-18 дихальних рухів у хвилину. Легені не містять м'язової тканини, і дихальні рухи виконуються за допомогою міжреберних, грудних м'язів і діафрагми. При вдиху відбувається збільшення об'єму грудної порожнини за рахунок підняття ребер і опускання діафрагми. Ребра при цьому приймають більш горизонтальне положення завдяки скороченню зовнішніх міжреберних м'язів. Передніми кінцями ребра відсовують грудину вперед, що супроводиться збільшенням об'єму грудної порожнини. Опускання діафрагми відбувається за рахунок скорочення м'язових волокон та її сплощення, що додатково збільшує об'єм грудної порожнини. Унаслідок того, що в плевральній порожнині тиск негативний, одночасно зі збільшенням об'єму грудної клітини розширяються і легені. Тиск у них стає нижче атмосферного, і повітря повітроносними шляхами спрямовується всередину. Відбувається вдих.

При видиху об'єм грудної клітини та легенів зменшується внаслідок розслаблення зовнішніх міжреберних м'язів, опускання ребер і підйому купола діафрагми. Тиск в альвеолах зростає, і повітря виходить дихальними шляхами з легень. У стані спокою видих здійснюється пасивно, без допомоги м'язів тулуба. У прискореному, глибокому видиху також беруть участь внутрішні міжреберні, грудні м'язи та м'язи живота.

Поняття життєвої ємкості легенів. При звичайному диханні людина вдихає і видихає близько 500 мл. повітря, що складає дихальний об'єм. Після спокійного вдиху людина може ще вдихнути приблизно 1000-3000 мл. повітря (резервний об'єм вдиху). Після спокійного видиху людина може видихнути ще близько 1000 мл. (резервний об'єм видиху). Максимальна кількість повітря, яку можна видихнути після найглибшого вдиху, називається життєвою ємкістю легенів (дихальний об'єм + резервний об'єм вдиху + резервний об'єм видиху). Цей показник коливається від 3500 до 4800 мл. у чоловіків і від 3000 до 3500 мл. у жінок. У фізично тренованих осіб він може складати 6000-7000 мл. Життєву ємність легенів визначають за допомогою приладу спірометра. Після максимального видиху в легенях залишається ще 1000- 1500 мл. залишкового повітря, тому легені повністю не спадають і знаходяться в розпрямленому вигляді. Повітря дихальних шляхів заповнює так званий мертвий простір. Його об'єм дорівнює приблизно 140 мл.

Поняття про нервову й гуморальну регуляцію дихання. Нервова регуляція дихання здійснюється дихальним центром, який розташований в довгастому мозку. Він координує ритмічну діяльність дихальних м'язів (скорочення і розслаблення), викликаючи по черзі вдих і видих. При ураженнях дихального центру відбувається розлад дихальних рухів. Автоматія дихального центру зумовлена імпульсами від нервових закінчень легенів, судин, м'язів. Можна управляти дихальними рухами, оскільки імпульси з кори переднього мозку можуть прискорювати або уповільнювати дихання.

Під час вдиху за рахунок розтягування легень у рецепторах стінок альвеол виникає збудження, яке передається в дихальний центр. У дихальному центрі гальмується центр вдиху і відбувається збудження центру видиху. Результатом цього є розслаблення дихальних м'язів, опускання ребер, зменшення об'єму грудної клітини: відбувається видих. Спадання легенів під час видиху супроводиться збудженням інших легеневих рецепторів, імпульси від яких порушують центр вдиху дихального центру, відбувається вдих. Отже, вдих рефлекторно викликає видих, а видих стимулює вдих. Гуморальна регуляція пов'язана з підвищенням концентрації СО, в крові. Збільшення вмісту діоксиду вуглецю безпосередньо підвищує збудливість дихального центру.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити