Wymiana gazowa w tkankach i płucach. Struktura układu oddechowego

Jedną z najważniejszych funkcji ciała jest oddychanie. Podczas niego następuje wymiana gazowa w tkankach i płucach, w których utrzymuje się równowagę redoks. Oddychanie jest złożonym procesem, który dostarcza tkanek tlen, jego wykorzystanie przez komórki podczas metabolizmu i usuwanie ujemnych gazów.

Etapy oddychania

Aby zrozumieć, w jaki sposób następuje wymiana gazu w tkankach i płucach, konieczne jest poznanie etapów oddychania. Są trzy z nich:

1. Zewnętrzne oddychanie, w którym następuje wymiana gazowa między komórkami ciała i atmosferą zewnętrzną. Opcja zewnętrzna jest podzielona na wymianę gazów między powietrzem zewnętrznym i wewnętrznym, a także wymianę gazów między krwią płuc a powietrzem pęcherzykowym.
2. Transport gazów. Gaz w organizmie jest w stanie wolnym, a reszta jest przenoszona w związanym stanie przez hemoglobinę. Wymiana gazowa w tkankach i płucach następuje poprzez hemoglobinę, która zawiera do dwudziestu procent dwutlenek węgla.
3. Oddychanie tkanek (wewnętrzne). Ten typ można podzielić na wymianę gazów między krwią i tkankami oraz pobieranie tlenu przez komórki i uwalnianie różnych produktów odpadowych (metanu, dwutlenku węgla itp.).

Nie tylko płuca i drogi oddechowe, ale także mięśnie klatki piersiowej, a także mózg i rdzeń kręgowy, biorą udział w procesach oddechowych.

Proces wymiany gazowej

Podczas wysycania powietrza w płucach i podczas wydechów następuje zmiana na poziomie chemicznym.

W wydychanym powietrzu o temperaturze zero stopni i pod ciśnieniem 765 mm Hg. Art. Zawiera około szesnaście procent tlenu, cztery procent dwutlenku węgla, a reszta to azot. W temperaturze 37 ° C powietrze w pęcherzykach jest nasycone oparami, podczas tego procesu ciśnienie zmienia się, spadając do pięćdziesięciu milimetrów słupa rtęci. Ciśnienie gazów w powietrzu pęcherzykowym wynosi nieco ponad 7000 mm słupa rtęci. Art. To powietrze zawiera piętnaście procent tlenu, sześć dwutlenku węgla, a reszta to azot i inne zanieczyszczenia.

Dla fizjologii wymiany gazowej w płucach i tkankach istotna jest różnica ciśnienia cząstkowego między dwutlenkiem węgla i tlenem. Ciśnienie cząstkowe tlenu wynosi około 105 mm Hg. Art., W krwi żylnej jest trzy razy mniej. Z powodu tej różnicy tlen przepływa z pęcherzyków płucnych do krwi żylnej. W ten sposób następuje nasycenie i przemiana w tętnicę.

Ciśnienie cząstkowe CO ₂ we krwi żylnej wynosi mniej niż 50 milimetrów słupa rtęci, aw powietrzu pęcherzykowym jest czterdzieści. Z powodu tej niewielkiej różnicy dwutlenek węgla przechodzi z krwi żylnej do pęcherzykowej i jest wydalany przez organizm podczas wydechu.

Wymiana gazowa w tkankach i płucach odbywa się za pomocą kapilarnej sieci naczyń. Przez ich ściany dochodzi do natlenienia komórek i usuwany jest dwutlenek węgla. Proces ten obserwuje się tylko przy różnicy ciśnień: w komórkach i tkankach tlen osiąga zero, a ciśnienie dwutlenku węgla wynosi około sześćdziesięciu mm Hg. Art. Pozwala to na przejście CO2 z komórek do naczyń krwionośnych, zmieniając krew w żylną.

Transport gazu

Podczas oddychania zewnętrznego w płucach proces transformacji krwi żylnej w krew tętniczą odbywa się poprzez połączenie tlenu z hemoglobiną. W wyniku tej reakcji powstaje oksyhemoglobina. Po dotarciu do komórek ciała element ten rozpada się. W połączeniu z wodorowęglanami, które powstają we krwi, dwutlenek węgla dostaje się do krwi. W wyniku tego powstają sole, ale podczas tego procesu reakcja pozostaje niezmieniona.

Docierając do płuc, wodorowęglany rozpadają się, dając rodnik alkaliczny oksyhemoglobiny. Następnie wodorowęglany przekształca się w dwutlenek węgla i parę wodną. Wszystkie te substancje rozkładu są eliminowane z organizmu podczas wydechu. Mechanizm wymiany gazowej w płucach i tkankach powstaje w wyniku przemiany dwutlenku węgla i tlenu w sole. To w tym stanie substancje te są transportowane przez krew.

Rola płuc

Główną funkcją płuc jest zapewnienie wymiany gazów między powietrzem i krwią. Ten proces jest możliwy ze względu na ogromny obszar narządu: u osoby dorosłej wynosi ona 90 m2 i prawie taki sam obszar naczyń ICC, gdzie krew żylna jest nasycona tlenem i uwalniany jest dwutlenek węgla.

Podczas wydechu z organizmu wydala się ponad dwieście różnych substancji. To nie tylko dwutlenek węgla, ale także aceton, metan, etery i alkohole, opary wody itp.

Oprócz kondycjonowania, funkcją płuc jest ochrona organizmu przed infekcją. Podczas wdychania wszystkie patogeny są osadzane na ściankach układu oddechowego, w tym na pęcherzykach płucnych. Zawierają makrofagi, które wychwytują mikroby i niszczą je.

Makrofagi produkują substancje chemotaktyczne, które przyciągają granulocyty: opuszczają kapilarę i biorą bezpośredni udział w fagocytozie. Po wchłonięciu mikroorganizmów makrofagi mogą przenikać do układu limfatycznego, gdzie może wystąpić zapalenie. Czynniki patologiczne powodują wytwarzanie przeciwciał przeciwko leukocytom.

Funkcja metaboliczna

Funkcje płuca obejmują właściwości metaboliczne. Podczas procesów metabolicznych powstają fosfolipidy i białka, ich synteza. Synteza heparyny występuje również w płucach. Organ oddechowy bierze udział w tworzeniu i niszczeniu substancji biologicznie czynnych.

Ogólny wzór oddychania

Cecha budynku układ oddechowy umożliwia łatwe przenikanie mas powietrza przez drogi oddechowe i do płuc, gdzie zachodzą procesy metaboliczne.

Powietrze dostaje się do układu oddechowego przez kanał nosowy, następnie przechodzi przez część ustną gardła do tchawicy, skąd masa dociera do oskrzeli. Po przejściu przez drzewo oskrzelowe powietrze dostaje się do płuc, gdzie następuje wymiana pomiędzy różnymi typami powietrza. Podczas tego procesu pochłaniany jest tlen krwinki przekształcanie krwi żylnej w krew tętniczą i dostarczanie jej do serca, a stamtąd rozprzestrzenia się po całym ciele.

Anatomia układu oddechowego

Struktura układu oddechowego uwalnia drogi oddechowe i część oddechową. Ten ostatni jest reprezentowany przez płuca, w których zachodzi wymiana gazowa pomiędzy masami powietrza i krwią.

Powietrze przechodzi do części oddechowej przez drogi oddechowe, reprezentowane przez jamę nosową, krtań, tchawicę i oskrzela.

Część pneumatyczna

Rozpocznie się układ oddechowy jama nosowa. Jest on podzielony na dwie części przez chrząstkowatą przegrodę. Przednie kanały nosa komunikują się z atmosferą, a za - z nosogardłą.

Od nosa powietrze dostaje się do ust, a następnie do krtaniowej części gardła. Oto skrzyżowanie układu oddechowego i trawiennego. Przy patologii dróg nosowych oddychanie może być wykonywane przez usta. W takim przypadku powietrze dostanie się również do gardła, a następnie do krtani. Znajduje się na poziomie szóstego kręgu szyjnego, tworząc elewację. Ta część układu oddechowego może ulec zmianie podczas rozmowy.

Poprzez górny otwór krtań komunikuje się z gardłem, a od dołu organ przechodzi w tchawicę. Jest kontynuacją krtani i składa się z dwudziestu niekompletnych pierścieni chrzęstnych. Na poziomie piątego odcinka kręgosłupa piersiowego tchawica dzieli się na parę oskrzeli. Udają się do płuc. Oskrzela są podzielone na części, tworząc odwrócone drzewo, które zdawało się wyrastać gałęzie w płucach.

Układ oddechowy jest uzupełniany przez płuca. Znajdują się one w jamie klatki piersiowej po obu stronach serca. Płuca są podzielone na udziały, z których każdy jest podzielony na segmenty. Mają kształt nieregularnych stożków.

Segmenty płuc są podzielone na wiele części - oskrzelików, na których ścianach znajdują się pęcherzyki płucne. Cały ten kompleks nazywa się pęcherzykiem płucnym. To w nim odbywa się wymiana gazowa.