Gaasivahetus kudedes ja kopsudes. Hingamissüsteemi struktuur

Gaasivahetus kopsudes ja kudedes.

Kopsudes toimub gaasivahetus alveoolidesse siseneva õhu ja kapillaaride kaudu voolava vere vahel. Intensiivset gaasivahetust alveoolide õhu ja vere vahel soodustab nn õhk-hemaatilise barjääri väike paksus. Selle moodustavad alveoolide seinad ja vere kapillaarid. Barjääri paksus on umbes 2,5 mikronit. Alveoolide seinad on ehitatud ühekihilisest lameepiteelist, seestpoolt kaetud õhukese fosfolipiidi kilega – pindaktiivse ainega, mis ei lase väljahingamisel alveoolidel kokku kleepuda ja vähendab pindpinevust.

Alveoolid on põimunud tiheda verekapillaaride võrgustikuga, mis suurendab oluliselt piirkonda, kus toimub õhu ja vere vaheline gaasivahetus.

Sissehingamisel on hapniku kontsentratsioon (osarõhk) alveoolides palju suurem (100 mm Hg) kui venoosne veri(40 mm Hg), mis voolab läbi kopsukapillaare. Seetõttu pääseb hapnik kergesti välja

alveoolidest verre, kus see kiiresti ühineb erütrotsüütide hemoglobiiniga. Samal ajal difundeerub süsihappegaas, mille kontsentratsioon kapillaaride venoosses veres on kõrge (47 mm Hg), alveoolidesse, kus selle osarõhk on madalam (40 mm Hg). Süsinikdioksiid eemaldatakse kopsu alveoolidest väljahingatavas õhus.

Seega võimaldab hapniku ja süsinikdioksiidi rõhu (pinge) erinevus alveolaarses õhus, arteriaalses ja venoosses veres hapnikul alveoolidest verre difundeeruda ja süsinikul.

happegaas verest alveoolidesse.

Tänu hemoglobiini erilisele omadusele ühineda hapniku ja süsinikdioksiidiga, suudab veri neid gaase märkimisväärses koguses absorbeerida. 1000 ml-s arteriaalne veri sisaldas kuni

20 ml hapnikku ja kuni 52 ml süsihappegaasi. Üks hemoglobiini molekul on võimeline enda külge kinnitama 4 hapnikumolekuli, moodustades ebastabiilse ühendi – oksühemoglobiini.

Organismi kudedes kulub pideva ainevahetuse ja intensiivsete oksüdatiivsete protsesside tulemusena hapnik ja tekib süsihappegaas. Kui veri siseneb keha kudedesse, annab hemoglobiin rakkudele ja kudedele hapnikku. Ainevahetuse käigus tekkiv süsihappegaas läheb kudedest verre ja ühineb hemoglobiiniga. Sel juhul moodustub habras ühend - karbohemoglobiin. Hemoglobiini kiiret kombineerimist süsihappegaasiga soodustab punastes verelibledes leiduv ensüüm karboanhüdraas.

Punaste vereliblede hemoglobiin võib ühineda ka teiste gaasidega, näiteks süsinikmonooksiidiga, moodustades üsna tugeva ühendi, karboksühemoglobiini.

Kudede ebapiisav hapnikuvarustus (hüpoksia) võib tekkida siis, kui sissehingatavas õhus on hapnikupuudus. Aneemia – hemoglobiinisisalduse vähenemine veres – tekib siis, kui veri ei suuda hapnikku kanda.

Hingamise seiskumisel või seiskumisel tekib lämbumine (asfiksia). See seisund võib tekkida uppumise või muude ootamatute asjaolude tõttu. Kui hingamine peatub, kui süda veel lööb

peaks toimima, tehakse kunstlikku hingamist spetsiaalsete seadmete abil ja nende puudumisel meetodil "suust suhu", "suust ninasse" või pigistades ja laiendades. rind.

23. HÜPOXIA MÕISTE. ÄGEDAD JA KROONILISED VORMID. HÜPOXIA LIIGID.

Üks organismi eluks vajalikke tingimusi on täiendõpe ja selle energiatarbimist. Seda kulutatakse ainevahetuse tagamiseks, elundite ja kudede struktuurielementide säilitamiseks ja uuendamiseks, samuti nende funktsioonide täitmiseks. Energiapuudus organismis toob kaasa olulisi ainevahetushäireid, morfoloogilisi muutusi ja talitlushäireid ning sageli ka elundi ja isegi organismi surma. Energiapuuduse aluseks on hüpoksia.

Hüpoksia- tüüpiline patoloogiline protsess, mida tavaliselt iseloomustab hapnikusisalduse vähenemine rakkudes ja kudedes. See areneb bioloogilise oksüdatsiooni ebapiisava tulemusena ja on aluseks keha funktsioonide ja sünteetiliste protsesside energiavarustuse häiretele.

hüpoksia tüübid

Sõltuvalt arengumehhanismide põhjustest ja omadustest eristatakse järgmisi tüüpe:

1. Eksogeensed:

hüpobaarne;

normobaariline.

Hingamine (hingamine).

Vereringe (kardiovaskulaarne).

Hemic (veri).

Kude (esmane kude).

Ülekoormus (stress-hüpoksia).

Substraat.

Segatud.

Sõltuvalt levimusest organismis võib hüpoksia olla üldine või lokaalne (koos üksikute elundite ja kudede isheemia, staasi või venoosse hüpereemiaga).

Sõltuvalt kursi raskusastmest eristatakse kerget, mõõdukat, rasket ja kriitilist hüpoksiat, mis on täis keha surma.

Sõltuvalt esinemise kiirusest ja kursuse kestusest võib hüpoksia olla:

välk - tekib mõnekümne sekundi jooksul ja lõpeb sageli surmaga;

äge - tekib mõne minuti jooksul ja võib kesta mitu päeva:

krooniline - tekib aeglaselt, kestab mitu nädalat, kuud, aastaid.

Hüpoksia üksikute tüüpide omadused

Eksogeenne tüüp

Põhjus : hapniku P 0 2 osarõhu langus sissehingatavas õhus, mida täheldatakse kõrgel mäkketõusul ("mäetõbi") või õhusõiduki rõhu vähendamisel ("kõrgmäestikuhaigus"), samuti siis, kui inimesed on väikese mahuga suletud ruumides, kaevandustes, kaevudes, allveelaevades töötades.

Peamised patogeensed tegurid:

hüpokseemia (vere hapnikusisalduse vähenemine);

hüpokapnia (CO2 sisalduse vähenemine), mis areneb hingamise sageduse ja sügavuse suurenemise tagajärjel ning põhjustab aju hingamisteede ja kardiovaskulaarsete keskuste erutatavuse vähenemist, mis süvendab hüpoksiat.

Hingamisteede (hingamise) tüüp

Põhjus: gaasivahetuse puudulikkus kopsudes hingamise ajal, mis võib olla tingitud alveolaarse ventilatsiooni vähenemisest

hapniku difusiooni raskused kopsudes ja seda võib täheldada emfüseemi, kopsupõletiku korral. Peamised patogeensed tegurid:

arteriaalne hüpokseemia. näiteks kopsupõletiku, kopsuvereringe hüpertensiooniga jne;

hüperkapnia, st CO 2 sisalduse suurenemine;

hüpokseemia ja hüperkapnia on iseloomulikud ka asfiksiale - lämbumine (hingamise seiskumine).

Vereringe (kardiovaskulaarne) tüüp

Põhjus: vereringehäired, mis põhjustavad elundite ja kudede ebapiisavat verevarustust, mida täheldatakse suure verekaotuse, dehüdratsiooni, südame ja veresoonte talitlushäirete, allergiliste reaktsioonide, elektrolüütide tasakaalu häirete jms korral.

Peamine patogeneetiline tegur on venoosse vere hüpokseemia, kuna selle aeglase voolu tõttu kapillaarides toimub intensiivne hapniku imendumine koos hapniku arteriovenoosse erinevuse suurenemisega. .

Hemiline (vere) tüüp

Põhjus: vere efektiivse hapnikumahu vähenemine. Seda täheldatakse aneemia korral, mis on hemoglobiini võime rikkumine kudedes hapnikku siduda, transportida ja vabastada (näiteks süsinikmonooksiidi mürgistuse või hüperbaarilise hapnikuga varustamise korral).

Peamine patogeneetiline tegur on mahulise hapnikusisalduse vähenemine arteriaalses veres, samuti pinge ja hapnikusisalduse langus venoosses veres. .

Kanga tüüp

rakkude hapniku imendumise võime halvenemine;

Bioloogilise oksüdatsiooni efektiivsuse vähenemine oksüdatsiooni ja fosforüülimise lahtisidumise tulemusena. See areneb bioloogiliste oksüdatsiooniensüümide pärssimisel, näiteks tsüaniidimürgistuse, ioniseeriva kiirguse jms tõttu.

Peamine patogeneetiline seos on bioloogilise oksüdatsiooni ebapiisav ja selle tagajärjel rakkude energiapuudus. Sel juhul on arteriaalses veres normaalne hapnikusisaldus ja pinge, venoosses veres nende suurenemine ja hapniku arteriovenoosse erinevuse vähenemine.

Ülekoormuse tüüp

Põhjus : mis tahes organi või koe liigne või pikaajaline hüperfunktsioon. Seda täheldatakse kõige sagedamini raske füüsilise töö ajal. .

Peamised patogeneetilised seosed: oluline venoosne hüpokseemia; hüperkapnia .

Substraadi tüüp

Põhjus: oksüdatsioonisubstraatide, tavaliselt glükoosi, esmane puudus. Niisiis. aju glükoosivarustuse lakkamine 5-8 minuti jooksul põhjustab düstroofseid muutusi ja neuronite surma.

Peamine patogeneetiline tegur - energiapuudus ATP näol ja rakkude ebapiisav energiavarustus.

Segatüüpi

Põhjus: tegurite mõju, mis määravad erinevat tüüpi hüpoksia kaasamise. Põhimõtteliselt on igasugune raske hüpoksia, eriti pikaajaline hüpoksia, segatud.

Hüpoksia morfoloogia

Hüpoksia on paljude patoloogiliste protsesside ja haiguste kõige olulisem lüli ning arenedes iga haiguse lõpus, jätab see oma jälje haiguspilti. Kuid hüpoksia kulg võib olla erinev ja seetõttu on nii ägedal kui kroonilisel hüpoksial oma morfoloogilised omadused.

äge hüpoksia, mida iseloomustab kudede redoksprotsesside kiire katkemine, glükolüüsi suurenemine, rakkude tsütoplasma ja rakuvälise maatriksi hapestumine, mis toob kaasa lüsosoomimembraanide läbilaskvuse suurenemise ja rakusiseseid struktuure hävitavate hüdrolaaside vabanemise. Lisaks aktiveerib hüpoksia lipiidide peroksüdatsiooni. ilmuvad vabade radikaalide peroksiidühendid, mis hävitavad rakumembraane. Füsioloogilistes tingimustes tekib ainevahetusprotsessis pidevalt

rakkude, strooma, kapillaaride seinte ja arterioolide kerge hüpoksia aste. See on signaal veresoonte seinte läbilaskvuse suurendamiseks ning ainevahetusproduktide ja hapniku sisenemiseks rakkudesse. Seetõttu iseloomustab patoloogilistes tingimustes tekkivat ägedat hüpoksiat alati arterioolide, veenide ja kapillaaride seinte läbilaskvuse suurenemine, millega kaasneb plasmorraagia ja perivaskulaarse turse teke. Raske ja suhteliselt pikaajaline hüpoksia põhjustab veresoonte seinte fibrinoidse nekroosi arengut. Sellistes veresoontes peatub verevool, mis suurendab seina isheemiat ja perivaskulaarsete hemorraagiate tekkega tekib erütrotsüütide diapedees. Seetõttu näiteks ägeda südamepuudulikkuse korral, mida iseloomustab hüpoksia kiire areng, siseneb kopsukapillaaridest vereplasma alveoolidesse ja tekib äge turse kopsud. Äge aju hüpoksia põhjustab perivaskulaarset turset ja ajukoe turset koos selle varreosa herniaga foramen magnumi ja kooma tekkega, mis viib surma.

Krooniline hüpoksia sellega kaasneb pikaajaline ainevahetuse ümberkorraldamine, kompenseerivate ja adaptiivsete reaktsioonide kompleksi kaasamine, näiteks luuüdi hüperplaasia, et suurendada punaste vereliblede moodustumist. Parenhüümsetes organites areneb ja progresseerub rasvade degeneratsioon ja atroofia. Lisaks stimuleerib hüpoksia kehas fibroblastilist reaktsiooni, fibroblastid aktiveeruvad, mille tulemuseks on paralleelselt atroofia funktsionaalne kangas sklerootilised muutused elundites suurenevad. Haiguse teatud arenguetapis aitavad hüpoksiast põhjustatud muutused kaasa elundite ja kudede funktsiooni vähenemisele koos nende dekompensatsiooni tekkega.

Valmis tööd

KRAADITÖÖD

Palju on juba möödas ja nüüd olete lõpetaja, kui muidugi kirjutate lõputöö õigel ajal. Aga elu on selline, et alles nüüd saab sulle selgeks, et olles lõpetanud tudeng-olemise, kaotad sa kõik tudengirõõmud, millest paljusid sa pole kunagi proovinud, lükates kõik edasi ja lükates hilisemaks. Ja nüüd, selle asemel, et järele jõuda, töötate oma lõputöö kallal? Siin on suurepärane lahendus: laadige meie veebisaidilt alla vajalik lõputöö - ja teil on koheselt palju vaba aega!
Lõputööd on edukalt kaitstud Kasahstani Vabariigi juhtivates ülikoolides.
Tööde maksumus alates 20 000 tenge

KURSUSE TÖÖD

Kursuseprojekt on esimene tõsine praktiline töö. Just kursusetööde kirjutamisega algab ettevalmistus diplomiprojektide väljatöötamiseks. Kui üliõpilane õpib kursuseprojektis teema sisu õigesti esitama ja asjatundlikult vormistama, siis ei teki edaspidi probleeme aruannete kirjutamise ega lõputööde koostamise ega muu sooritamisega. praktilisi ülesandeid. Selleks, et aidata õpilasi seda tüüpi õpilastööde kirjutamisel ja selgitada selle koostamisel tekkivaid küsimusi, loodi see teabejaotis.
Tööde maksumus alates 2500 tenge

MAGISTRITÖÖD

Hetkel kõrgemal õppeasutused Kasahstanis ja SRÜ riikides on kõrghariduse tase väga levinud kutseharidus, mis järgneb bakalaureusekraadile – magistrikraad. Magistriõppes õpivad üliõpilased eesmärgiga omandada magistrikraad, mida tunnustatakse enamikus maailma riikides rohkem kui bakalaureusekraadi ning mida tunnustavad ka välismaised tööandjad. Magistriõppe tulemuseks on magistritöö kaitsmine.
Anname Sulle kaasa ajakohase analüütilise ja tekstilise materjali, hind sisaldab 2 teadusartikleid ja abstraktne.
Tööde maksumus alates 35 000 tenge

PRAKTIKAARUANDED

Pärast mistahes tüüpi üliõpilaste praktika (haridus-, tööstus-, eelõppe) läbimist on nõutav aruanne. See dokument on kinnitus praktiline tööüliõpilane ja praktikale hinnangu kujundamise alus. Tavaliselt tuleb praktikaaruande koostamiseks koguda ja analüüsida ettevõtte kohta käivat infot, arvestada praktika toimumise organisatsiooni struktuuri ja töörutiini, koostada kalenderplaan ning kirjeldada oma praktilist tegevust. tegevused.
Aitame koostada praktika kohta aruande, arvestades konkreetse ettevõtte tegevuse spetsiifikat.

Loodete mahud

Vaikse hingamise ajal hingab inimene sisse ja välja umbes 500 ml (300–800 ml) õhku; seda mahtu nimetatakse loodete mahuks (TI). Selle kohal kell sügav hingetõmme inimene saab sisse hingata veel ligikaudu 1700 (1500 kuni 2000) ml õhku – see on sissehingamise reservmaht (IR in.). Pärast vaikset väljahingamist suudab inimene välja hingata umbes 1300 (1200–1500 ml) – see on väljahingamise reservmaht (ER väljahingamine).

Nende mahtude summa on kopsude elutähtsus (VC): 500 + 1700 + 1300 = 3500 ml. DO – hingamise sügavuse kvantitatiivne väljendus. Eluvõime määrab maksimaalse õhuhulga, mida saab ühe sisse- või väljahingamise ajal kopsudesse sisestada või sealt eemaldada. Täiskasvanu elutähtsus on keskmiselt 3500–4000 ml, meestel on see veidi suurem kui naistel.

Eluvõime ei iseloomusta kogu õhu mahtu kopsudes. Pärast seda, kui inimene hingab välja nii palju kui võimalik, jääb tema kopsudesse jääke suur hulkõhku. See on umbes 1200 ml ja seda nimetatakse jääkmahuks (RR).

Maksimaalset õhuhulka, mis kopsudes võib olla, nimetatakse kopsude kogumahuks (TLC), see on võrdne VC ja VT summaga.

Õhu mahtu kopsudes vaikse väljahingamise lõpus (lõdvestunud hingamislihastega) nimetatakse funktsionaalseks jääkvõimsuseks (FRC). See on võrdne OO ja RO ext summaga. (1200 + 1300 = 2500 ml). Enne inspiratsiooni algust on FRC lähedal alveolaarse õhu mahule.

Iga hingamistoiminguga ei satu kogu õhuhulk kopsudesse. Märkimisväärne osa sellest 160 (150 kuni 180 ml) jääb hingamisteedesse (ninaneelu, hingetoru, bronhid). Õhu mahtu, mis täidab suuri hingamisteid, nimetatakse "kahjulikuks" või "surnud" ruumiõhuks. Selles ei toimu gaasivahetust. Seega iga hingetõmbega siseneb kopsudesse 500 – 160 = 340 ml õhku. Alveoolides on vaikse väljahingamise lõpuks umbes 2500 ml õhku (FRC), seetõttu iga vaikse hingetõmbega see uueneb. 340/2500 = 1/7 osa õhku.

Atmosfääriõhk seguneb enne kopsudesse sattumist kahjuliku ruumi õhuga, mille tulemusena muutub selles sisalduvate gaaside sisaldus. Samal põhjusel ei ole gaaside sisaldus väljahingatavas ja alveolaarses õhus sama.

Kopsudes toimuvat õhu pidevat muutumist nimetatakse kopsude ventilatsioon. Selle indikaator on minutine hingamismaht(MOD), st väljahingatava õhu kogus minutis. MOD väärtus määratakse arvu korrutisega hingamisliigutused minutis TEHA. Naistel võib MOD väärtus olla 3–5 l ja meestel 6–8 l. Minutite maht suureneb oluliselt füüsiline töö ja võib ulatuda 140 – 180 l/min.

Gaaside transport verega

Oluline tegur gaaside ülekandmisel veres on keemiliste ühendite moodustumine vereplasmas ja punastes verelibledes olevate ainetega. Keemiliste sidemete loomiseks ja gaaside füüsikaliseks lahustamiseks on oluline gaasi rõhk vedeliku kohal. Kui vedeliku kohal on gaaside segu, siis igaühe liikumine ja lahustumine sõltub selle osarõhust. Alveolaarses õhus sisalduva O 2 osarõhk on 105 mm Hg. Art., CO 2 – 35 mm Hg. Art.

Alveolaarne õhk puutub kokku kopsukapillaaride õhukeste seintega, mille kaudu jõuab venoosne veri kopsudesse. Gaasivahetuse intensiivsus ja nende liikumise suund (kopsudest verre või verest kopsudesse) sõltuvad hapniku ja süsihappegaasi osarõhust gaasisegus kopsudes ja veres. Gaaside liikumine toimub kõrgemalt rõhult madalamale rõhule. Järelikult liigub hapnik kopsudest (selle osarõhk neis on 105 mm Hg) verre (selle pinge veres on 40 mm Hg) ja süsihappegaas verest (pinge 47 mm Hg) alveolaarõhku. (rõhk 35 mm Hg).

Punastes verelibledes ühineb hapnik hemoglobiiniga (Hb) ja moodustab hapra ühendi - oksühemoglobiini (HbO 2). Vere hapnikuga küllastumine sõltub hemoglobiini kogusest veres. Maksimaalset hapniku kogust, mida 100 ml verd suudab omastada, nimetatakse vere hapnikumahuks. On teada, et 100 g inimverd sisaldab ligikaudu 14% hemoglobiini. Iga gramm hemoglobiini suudab siduda 1,34 ml O 2. See tähendab, et 100 ml verd suudab üle kanda 1,34 11 14% = 19 ml (ehk 19 mahuprotsenti). See on vere hapnikumaht.

Hapniku sidumine verega. Arteriaalses veres on 0,25 mahu% O 2 plasmas füüsikaliselt lahustunud ja ülejäänud 18,75 mahu% erütrotsüütides oksühemoglobiini kujul. Hemoglobiini seos hapnikuga sõltub hapniku pinge suurusest: kui see suureneb, seob hemoglobiin hapnikku ja tekib oksühemoglobiin (HbO 2). Kui hapniku pinge väheneb, laguneb oksühemoglobiin ja vabastab hapnikku. Kõverat, mis peegeldab hemoglobiini küllastumise sõltuvust hapnikuga viimase pingest, nimetatakse oksühemoglobiini dissotsiatsioonikõveraks (joonis 19).

Riis. 19. Inimese vere hapnikuga küllastumise sõltuvus selle osarõhk (oksühemoglobiini dissotsiatsioonikõver)

Jooniselt on näha, et isegi hapniku madalal osarõhul (40 mm Hg) on ​​sellega seotud 75–80% hemoglobiinist. Rõhul 80 - 90 mm Hg. Art. hemoglobiin on peaaegu täielikult hapnikuga küllastunud. Alveolaarses õhus ulatub hapniku osarõhk 105 mmHg-ni. Art., nii et veri kopsudes on täielikult hapnikuga küllastunud.

Oksühemoglobiini dissotsiatsioonikõvera kaalumisel võite märgata, et kui hapniku osarõhk väheneb, toimub oksühemoglobiini dissotsiatsioon ja hapniku vabanemine. Null hapnikurõhul võib oksühemoglobiin loobuda kogu sellega seotud hapnikust. Tänu osarõhu langusega hemoglobiini poolt kergele hapniku vabanemisele on tagatud kudede katkematu hapnikuga varustamine, milles hapniku pideva tarbimise tõttu kipub selle osarõhk nullini.

Hemoglobiini hapnikuga sidumisel on eriti oluline CO 2 sisaldus veres. Mida rohkem on veres süsihappegaasi, seda vähem seostub hemoglobiin hapnikuga ja seda kiiremini toimub oksühemoglobiini dissotsiatsioon. Eriti järsult väheneb hemoglobiini võime hapnikuga ühineda CO 2 rõhul 47 mm Hg. Art., st väärtusel, mis vastab veenivere CO 2 pingele. CO 2 mõju oksühemoglobiini dissotsiatsioonile on väga oluline gaaside transpordiks kopsudes ja kudedes.

Kuded sisaldavad suures koguses CO 2 ja teisi ainevahetuse tulemusena tekkivaid happelisi laguprodukte. Kudede kapillaaride arteriaalsesse verre sattudes aitavad need kaasa oksühemoglobiini kiiremale lagunemisele ja hapniku vabanemisele kudedesse.

Kopsudes, kui CO 2 vabaneb veeniverest alveolaarsesse õhku, koos CO 2 sisalduse vähenemisega veres suureneb hemoglobiini võime ühineda hapnikuga. See tagab venoosse vere muutumise arteriaalseks vereks.

Süsinikdioksiidi sidumine veres. Arteriaalne veri sisaldab 50 - 52 mahu% CO 2 ja venoosne veri 5 - 6 mahu% rohkem - 55 - 58%. Neist 2,5 - 2,7 mahuprotsenti on füüsikaliselt lahustunud ja ülejäänu süsihappesoolade kujul: naatriumvesinikkarbonaat (NaHCO 3) plasmas ja kaaliumvesinikkarbonaat (KHCO 3) erütrotsüütides. Osa süsinikdioksiidist (10 kuni 20 mahu%) saab transportida hemoglobiini aminorühma - karbhemoglobiini - ühendite kujul.

CO 2 koguhulgast transporditakse suurem osa sellest vereplasmaga.

Üks neist kõige olulisemad reaktsioonid CO 2 transpordi tagamine on süsihappe moodustumine CO 2 -st ja H 2 O-st erütrotsüütides:

Seda reaktsiooni veres kiirendab ensüüm karboanhüdraas ligikaudu 20 000 korda. Vere CO 2 sisalduse suurenemisega (mis toimub kudedes) soodustab ensüüm CO 2 hüdratatsiooni ja reaktsioon kulgeb H 2 CO 3 moodustumise suunas. Kui CO 2 osaline pinge veres väheneb (mis esineb kopsudes), soodustab ensüüm karboanhüdraas H 2 CO 3 dehüdratsiooni ning reaktsioon kulgeb CO 2 ja H 2 O tekke suunas. See tagab kõige rohkem CO 2 kiire vabanemine alveolaarsesse õhku.

CO 2 seondumine verega, aga ka hapnikuga, oleneb osarõhust: see suureneb tõustes. CO 2 osalise pingega 41 mm Hg. Art. (mis vastab selle pingele arteriaalses veres), sisaldab veri 52% süsihappegaasi. CO 2 pingel 47 mmHg. Art. (mis vastab venoosse vere pingele), suureneb CO 2 sisaldus 58%-ni.

CO 2 seondumist veres mõjutab oksühemoglobiini olemasolu veres. Kui arteriaalne veri muudetakse venoosseks vereks, vabastavad hemoglobiini soolad hapnikku ja hõlbustavad seeläbi selle küllastumist süsinikdioksiidiga. Samal ajal suureneb CO 2 sisaldus selles 6% võrra: 52% -lt 58% -ni.

Kopsu veresoontes aitab oksühemoglobiini moodustumine kaasa CO 2 vabanemisele, mille sisaldus venoosse vere muundumisel arteriaalseks vereks väheneb 58 mahuprotsendilt 52 mahuprotsendini.

Gaaside vahetus kopsudes ja kudedes

Kopsudes toimub gaasivahetus alveoolide õhu ja vere vahel läbi alveoolide ja veresoonte lameepiteeli seinte. See protsess sõltub gaaside osarõhust alveolaarses õhus ja nende pingest veres (joon. 20).

Riis. 20. Gaasivahetuse skeem kopsudes ja kudedes

Kuna O 2 osarõhk alveolaarses õhus on kõrge ja selle pinge venoosses veres on palju madalam, siis O 2 difundeerub alveolaarõhust verre ja süsihappegaas tänu oma suuremale pingele venoosses veres, läheb sellest alveolaarsesse õhku. Gaaside difusioon toimub seni, kuni osarõhud muutuvad võrdseks. Sel juhul muutub venoosne veri arteriaalseks vereks – see saab 7 mahuprotsenti hapnikku ja eraldab 6 mahuprotsenti süsihappegaasi.

Iga gaas on enne seotud olekusse üleminekut füüsiliselt lahustunud. Pärast selle faasi läbimist siseneb hapnik erütrotsüütidesse, kus see ühineb hemoglobiiniga ja muutub oksühemoglobiiniks:

HHb + O 2 HHbO 2

Kuna oksühemoglobiin on süsihappest tugevam hape, reageerib see erütrotsüütides kaaliumvesinikkarbonaadiga, mille tulemusena moodustub oksühemoglobiini (KHbO 2) kaaliumisool ja süsihape:

KHCO 3 + HHbO 2 KHbO 2 + H 2 CO 3

Moodustunud süsihape läbib karboanhüdraasi toimel dehüdratsiooni: H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 ja tekkiv süsihappegaas vabaneb alveolaarsesse õhku.

Süsinikdioksiidi sisalduse vähenemisel erütrotsüüdis asendub see vereplasmast pärit HCO ioonidega, mis tekivad naatriumvesinikkarbonaadi dissotsiatsiooni tõttu: NaHCO 3 Na + + HCO. HCO ioonide asemel satuvad erütrotsüütidest plasmasse C1 – ioonid.

Gaaside vahetus kudedes. Kudedesse jõudev arteriaalne veri sisaldab 19 mahuprotsenti hapnikku, mille osaline pinge on 100 mm Hg. Art. ja 52 mahuprotsenti CO 2 pingega 41 mm Hg. Art.

Kuna metaboolse protsessi käigus kasutatakse kudedes pidevalt hapnikku, hoitakse selle pinge koevedelikus nulli lähedal. Seetõttu hajub O 2 pinge erinevuse tõttu arteriaalsest verest kudedesse.

Tulemusena metaboolsed protsessid kudedes esinedes tekib CO 2 ja selle pinge koevedelikus on 60 mm Hg. Art., Ja arteriaalses veres on palju vähem. Seetõttu difundeerub CO 2 kudedest verre madalama pinge suunas. Süsinikdioksiid, koevedelikust vereplasmasse tulev, lisab vett ja muutub nõrgaks, kergesti dissotsieeruvaks süsihappeks: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3. H 2 CO 3 dissotsieerub H + ja HCO ioonideks: H 2 CO 3 H + + HCO ning selle hulk väheneb, mille tulemusena suureneb H 2 CO 3 moodustumine CO 2 ja H 2 O-st, mis parandab süsinikdioksiidi sidumine. Kokku on seotud väike kogus CO 2, kuna H 2 CO 3 dissotsiatsioonikonstant on väike. CO 2 seondumise tagavad peamiselt vereplasma valgud.

Juhtrolli süsinikdioksiidi ülekandmisel mängib valk hemoglobiin. Erütrotsüütide membraan on läbilaskev süsinikdioksiidile, mis erütrotsüütidesse sisenedes läbib karboanhüdraasi toimel hüdratatsiooni ja muutub H 2 CO 3 -ks. Kudede kapillaarides kaaliumisool oksühemoglobiin (KHbO 2) moodustab süsihappega interakteerudes kaaliumvesinikkarbonaadi (KHCO 3), redutseeritud hemoglobiini (HHb) ja hapniku, mis antakse kudedele. Samal ajal süsihape dissotsieerub: H 2 CO 3 H + + HCO. HCO ioonide kontsentratsioon erütrotsüütides muutub suuremaks kui plasmas ja need liiguvad erütrotsüüdist plasmasse. Plasmas seostub HCO anioon naatriumkatiooniga Na + ja tekib naatriumvesinikkarbonaat (NaHCO3). C1 – anioonid liiguvad vereplasmast HCO anioonide asemel erütrotsüütidesse. Nii seondub kudedest verre CO 2, mis kandub edasi kopsudesse. CO 2 transporditakse peamiselt naatriumvesinikkarbonaadina plasmas ja osaliselt kaaliumvesinikkarbonaadina erütrotsüütides.

Vaheldumisi sisse- ja väljahingamisel ventileerib inimene kopse, säilitades kopsuvesiikulites (alveoolides) suhteliselt püsiva gaasikoostise. Inimene hingab atmosfääriõhku alates kõrge sisaldus hapnik (20,9%) ja madal sisaldus süsihappegaasi (0,03%) ning väljahingab õhku, milles on 16,3% hapnikku ja 4% süsinikdioksiidi (tabel 13).

Alveolaarse õhu koostis erineb oluliselt atmosfääri, sissehingatava õhu koostisest. See sisaldab vähem hapnikku (14,2%).

Ja mis on osa õhust, ei osale hingamises ning nende sisaldus sissehingatavas, väljahingatavas ja alveolaarses õhus on peaaegu sama.

Tabel 13

Sissehingatava, väljahingatava ja alveolaarse õhu koostis

Miks sisaldab väljahingatav õhk rohkem hapnikku kui alveoolide õhk? Seda seletatakse asjaoluga, et väljahingamisel seguneb õhk, mis on hingamisteede organites, hingamisteedes, alveolaarse õhuga.

Osaline rõhk ja gaasi pinge

IN kopsud alveoolidestõhku siseneb ja verest väljuv süsihappegaas satub kopsudesse. Gaaside üleminek õhust vedelikule ja vedelikust õhku toimub nende gaaside osarõhu erinevuse tõttu õhus ja vedelikus.

Osalinesurvet on kogurõhu osa, mis moodustab antud gaasi osa gaasisegus. Mida kõrgem protsentides gaasi segus, seda suurem on selle osarõhk. Atmosfääriõhk, nagu teada, on gaaside segu. See gaasisegu sisaldab 20,94% hapnikku, 0,03% süsinikdioksiidi ja 79,03% lämmastikku. Atmosfääri õhurõhk 760 mm Hg. Art. Hapniku osarõhk atmosfääriõhus on 20,94% 760 mm-st, s.o 159 mm, lämmastik - 79,03% 760 mm-st, s.o. umbes 600 mm, süsinikdioksiid atmosfääriõhus on madal - 0,03% 760 mm H mm-0. Art.

Vedelikus lahustunud gaaside puhul kasutatakse terminit "pinge", mis vastab vabade gaaside puhul kasutatavale terminile "osarõhk". Gaasi pinget väljendatakse samades ühikutes nagu rõhk (mmHg). Kui gaasi osarõhk sisse keskkond kõrgem kui selle gaasi pinge vedelikus, lahustub gaas vedelikus.

Hapniku osarõhk alveolaarses õhus on 100-105 mm Hg. Art., ja voolates vere kopsud hapniku pinge keskmiselt 40 mm Hg. Art., Seetõttu liigub see kopsudes alveolaarsest õhust.

Gaaside liikumine toimub difusiooniseaduste järgi, mille kohaselt gaas levib kõrge osarõhuga keskkonnast madalama rõhuga keskkonda.

Gaasivahetus kopsudes

Hapniku üleminek alveolaarsest õhust kopsudesse ja süsihappegaasi vool verest kopsudesse järgib ülalkirjeldatud seadusi.

Tänu I. M. Sechenovi tööle sai võimalikuks uurida vere gaasilist koostist ning gaasivahetuse tingimusi kopsudes ja kudedes.

Gaasivahetus kopsudes toimub alveolaarse õhu ja vere vahel difusiooni teel. Kopsu alveoolid on läbi põimunud tiheda kapillaaride võrguga. Alveoolide seinad ja kapillaaride seinad on vägaõhuke, mis hõlbustab gaaside tungimist kopsudest verre ja vastupidi. Gaasivahetus sõltub pinnast, mille kaudu gaasid difundeeruvad, ja difundeeruvate gaaside osarõhu (pinge) erinevusest. Sellised seisundid esinevad kopsudes. Sügava hingamisega alveoolid venivad ja nende pind ulatub 100-150 m2-ni. Kapillaaride pindala kopsudes on samuti suur. Samuti on piisav erinevus gaaside osarõhus alveolaarses õhus ja nende gaaside pinges venoosses veres (tabel 14).

Tabel 14

Hapniku ja süsinikdioksiidi osarõhk sissehingatavas ja alveolaarses õhus ning nende pinge veres (mmHg)

Laualt 14 järeldub, et venoosse vere gaaside pinge ja nende osarõhu erinevus alveolaarses õhus on hapniku puhul 110-40 = 70 mm Hg. Art., ja süsinikdioksiidi jaoks 47-40 = 7 mm Hg. Art.

Eksperimentaalselt oli võimalik kindlaks teha, et hapniku pinge erinevusega 1 mm Hg. Art. rahuolekus täiskasvanul võib verre sattuda 25-60 cm 3 hapnikku minutis. Seetõttu on hapnikurõhu erinevus 70 mmHg. Art. piisav, et varustada keha hapnikuga erinevad tingimused tema tegevused: füüsilise töö, spordiharjutuste jms ajal.

Süsinikdioksiidi difusioonikiirus verest on 25 korda suurem kui hapniku oma, seega erinevuse tõttu 7 mm Hg. Art. süsinikdioksiidil on aega verest väljuda.

Gaaside ülekanne vere kaudu

Veri kannab hapnikku ja süsinikdioksiidi. Veres, nagu igas vedelikus, võivad gaasid olla kahes olekus: füüsikaliselt lahustunud ja keemiliselt seotud. Nii hapnik kui ka süsinikdioksiid lahustuvad vereplasmas väga väikestes kogustes. Enamik hapnik ja süsinikdioksiid transporditakse keemiliselt seotud kujul.

Peamine hapniku kandja on veri. Iga gramm hemoglobiini seob 1,34 cm 3 hapnikku. on võime ühineda hapnikuga, moodustades oksühemoglobiini. Mida kõrgem on hapniku osarõhk, seda rohkem tekib oksühemoglobiini. Alveolaarses õhushapniku osarõhk 100-110 mm Hg. Art. Nendes tingimustes seondub 97% vere hemoglobiinist hapnikuga. Oksühemoglobiini kujul kantakse hapnik verega kudedesse. SiinHapniku osarõhk on madal ja oksühemoglobiin – habras ühend – vabastab hapnikku, mida kuded kasutavad. Hapniku sidumist hemoglobiiniga mõjutab ka süsinikdioksiidi pinge. Süsinikdioksiid vähendab hemoglobiini võimet siduda hapnikku ja soodustab oksühemoglobiini dissotsiatsiooni. Temperatuuri tõus vähendab ka hemoglobiini võimet hapnikku siduda. Teada on, et kudedes on temperatuur kõrgem kui kopsudes. Kõik need seisundid aitavad oksühemoglobiini dissotsieeruda, mille tulemusena veri vabastab keemilisest ühendist vabanenud hapniku koevedelikku.

Hemoglobiini omadus siduda hapnikku on organismile ülioluline. Mõnikord surevad inimesed hapnikupuuduse tõttu kehas, olles ümbritsetud puhtaima õhuga. See võib juhtuda inimesega, kes satub tingimustesse madal vererõhk(peal kõrged kõrgused), kus haruldases atmosfääris on väga madal hapniku osarõhk. 15. aprill 1875. aastal õhupall Zenit, mille pardal oli kolm õhupallimeest, jõudis 8000 m kõrgusele.Õhupalli maandumisel jäi ellu vaid üks inimene. Surma põhjuseks oli järsk langus hapniku osarõhu väärtus at suur kõrgus. Suurtel kõrgustel (7-8 km) läheneb arteriaalne veri oma gaasi koostises venoossele verele; kõik kehakuded hakkavad kogema ägedat hapnikupuudust, mis põhjustab rasked tagajärjed. Üle 5000 m kõrgusele tõusmine nõuab reeglina spetsiaalsete hapnikuseadmete kasutamist.

Spetsiaalse treeninguga saab organism kohaneda atmosfääriõhu madala hapnikusisaldusega. Treenitud inimesel see süveneb

100 RUR boonus esimese tellimuse eest

Valige töö tüüp Lõputöö Kursuse töö Abstract Magistritöö Aruanne praktikast Artikkel Aruande ülevaade Test Monograafia Probleemide lahendamise äriplaani vastused küsimustele Loominguline töö Essee Joonistamine Esseed Tõlked Esitlused Tippimine Muu Teksti unikaalsuse suurendamine Magistritöö Laboritöö Veebiabi

Uuri hinda

Hingamisakt koosneb rütmiliselt korduvast sisse- ja väljahingamisest.

Sissehingamine toimub järgmiselt. Närviimpulsside mõjul tõmbuvad kokku sissehingamises osalevad lihased: diafragma, välised roietevahelised lihased jne. Kui diafragma tõmbub kokku, siis see langeb (tasaneb), mis toob kaasa vertikaalse suuruse suurenemise rindkere õõnsus. Kui välised roietevahelised ja mõned muud lihased kokku tõmbuvad, tõusevad ribid ning rinnaõõne anteroposterior ja põiki mõõtmed suurenevad. Seega lihaste kokkutõmbumise tulemusena suureneb rindkere maht. Tulenevalt asjaolust, et pleuraõõnes ei ole õhku ja rõhk selles on negatiivne, laienevad samaaegselt rindkere mahu suurenemisega kopsud. Kopsude laienedes väheneb õhurõhk nende sees (see muutub alla atmosfäärirõhu) ja atmosfääriõhk tormab kaasa hingamisteed kopsudesse. Järelikult toimub sissehingamisel järjestikku: lihaste kokkutõmbumine - rindkere mahu suurenemine - kopsude laienemine ja kopsusisese rõhu langus - õhuvool hingamisteede kaudu kopsudesse.

Väljahingamine toimub pärast sissehingamist. Sissehingamise aktis osalevad lihased lõdvestuvad (diafragma tõuseb), ribid langevad sisemiste interkostaalsete ja teiste lihaste kokkutõmbumise tagajärjel ning nende raskuse tõttu. Rindkere maht väheneb, kopsud suruvad kokku, rõhk neis suureneb (muutub atmosfäärirõhust kõrgemaks) ja õhk tormab hingamisteede kaudu välja.

Väljahingatava õhu protsentuaalne koostis on erinev. Sellesse jääb ainult umbes 16% hapnikku ja süsihappegaasi kogus suureneb 4% -ni. Samuti suureneb veeauru sisaldus. Väljahingatavas õhus jäävad ainult lämmastikku ja inertgaase sama palju kui sissehingatavas õhus.

Gaaside vahetus kopsudes. Kopsuvesiikulites toimub vere küllastumine hapnikuga ja süsinikdioksiidi vabanemine. Venoosne veri voolab läbi nende kapillaaride. See on eraldatud kopse täitvast õhust kõige õhemate kapillaaride ja kopsuvesiikulite seintega, mis on gaase läbilaskvad.

Süsinikdioksiidi kontsentratsioon veeniveres on palju suurem kui mullidesse sisenevas õhus. Difusiooni tõttu tungib see gaas verest kopsuõhku. Seega eraldub verest pidevalt õhku süsihappegaasi, mis kopsudes pidevalt muutub.

Hapnik tungib verre ka difusiooni teel. Sissehingatavas õhus on selle kontsentratsioon palju suurem kui kopsukapillaaride kaudu liikuvas venoosses veres. Seetõttu tungib hapnik sinna kogu aeg sisse. Kuid koheselt satub see keemilise kombinatsiooni hemoglobiiniga, mille tulemusena väheneb vaba hapniku sisaldus veres. Seejärel tungib verre koheselt uus portsjon hapnikku, mida seob samuti hemoglobiin. See protsess jätkub seni, kuni veri voolab aeglaselt läbi kopsukapillaaride. Olles neelanud palju hapnikku, muutub see arteriaalseks. Pärast südame läbimist siseneb selline veri süsteemsesse vereringesse.

Gaaside vahetus kudedes. Liikumine läbi kapillaaride suur ring vereringet, veri annab koerakkudele hapnikku ja on süsihappegaasiga küllastunud.

Rakkudesse sisenevat vaba hapnikku kasutatakse orgaaniliste ühendite oksüdeerimiseks. Seetõttu on seda rakkudes palju vähem kui neid pesevas arteriaalses veres. Habras side hapniku ja hemoglobiini vahel on katkenud. Hapnik hajub rakkudesse ja seda kasutatakse koheselt neis toimuvates oksüdatiivsetes protsessides. Aeglaselt läbi kudedesse tungivate kapillaaride voolates annab veri difusiooni tõttu rakkudele hapnikku. Nii muutub arteriaalne veri venoosseks vereks (joonis 84).

Orgaaniliste ühendite oksüdeerumisel rakkudes tekib süsinikdioksiid. See hajub verre. Väike kogus süsihappegaasi astub hemoglobiiniga haprasse ühendust. Kuid suurem osa sellest ühineb mõne veres lahustunud soolaga. Süsinikdioksiid viiakse verega kaasa parem pool südametesse ja sealt edasi kopsudesse.