Обмяна на газ в тъканите и белите дробове е как?

За да се осигурят клетки, тъкани и органи с кислород в човешкото тяло, има дихателна система. Състои се от следните органи: назална кухина, назофаринкс, ларинкс, трахея, бронхи и бели дробове. В тази статия ще разгледаме тяхната структура. Също така обмислете обмяната на газ в тъканите и белите дробове. Определете характеристиките на външното дишане, което се случва между тялото и атмосферата, и вътрешната, течаща директно на клетъчното ниво.

Защо дишаме?

Повечето хора ще отговарят без колебание: да получат кислород. Но те не знаят защо се нуждаем от това. Мнозина просто отговарят: необходимо е кислородът да диша. Оказва се, че е порочен кръг. Биохимията, която изследва клетъчния метаболизъм, ще ни помогне да я разчупим.

Ярките умове на човечеството, изучаващи тази наука отдавна стигат до извода, че кислородът, който навлиза в тъканите и органите, окислява въглехидратите, мазнините и протеините. В този случай се образуват енергийно слаби съединения: въглероден диоксид, вода, амоняк. Но най-важното е, че в резултат на тези реакции АТФ се синтезира - универсална енергийна субстанция, използвана от клетката за нейната жизненоважна дейност. Може да се каже, че обменът на газове в тъканите и белите дробове ще осигури на организма и неговите структури кислорода, необходим за окисляване.

Механизъм за обмен на газ

Това предполага наличието на поне две вещества, чието разпространение в организма осигурява метаболитни процеси. В допълнение към гореспоменатия кислород, обмяната на газ в белите дробове, кръвта и тъканите се случват с друго съединение - въглероден диоксид. Той се образува в реакциите на дисимилация. Тъй като е токсична обменна субстанция, тя трябва да бъде отстранена от цитоплазмата на клетките. Нека разгледаме този процес по-подробно.

Въглеродният диоксид дифундира през клетъчната мембрана в интерстициалната течност. От него той влиза в кръвоносните капиляри - венулите. Освен това, тези съдове се сливат, формирайки по-ниските и горни кухи вени. Те събират кръв, наситена с СО_2. И го изпратете в дясното преддверие. С намаляването на стените му, част от венозна кръв влиза в дясната камера. Оттук започва белодробният (малък) кръг на кръвообращението. Неговата задача е да насища кръвта с кислород. Венозните в белите дробове стават артериални. A CO₂, на свой ред излиза от кръвта и се отстранява дихателната система. За да разберете как се случва това, първо трябва да проучите структурата на белите дробове. Обменът на газ в белите дробове и тъканите се извършва в специални структури - алвеолите и техните капиляри.

Структурата на белите дробове

Това са сдвоени органи, разположени в гръдната кухина. Левият дроб се състои от два лоба. Правото е по-голямо. Той има три части. Чрез портата на белите дробове те съдържат два бронхи, които, разклоняващи се, образуват т. Нар. Дърво. На клоните си въздухът се движи по време на вдъхновение и издишване. На малките дихателни бронхиоли има мехурчета - алвеоли. Събират се в акини. Тези, от своя страна, образуват белодробен паренхим. Важно е всеки дихателен везикул да е гъсто оплетен от капилярна мрежа от малки и големи кръгове на кръвообращението. Привеждането на клоните на белодробните артерии, доставящи венозна кръв от дясната камера, пренасят въглеродния диоксид в лумета на алвеола. А излизащите белодробни венети приемат кислород извън алвеоларния въздух.

Артериална кръв преминава през белодробните вени в лявото предсърдие и от него в аортата. Клоните й под формата на артерии се осигуряват от клетките на тялото, необходими за вътрешно дишане с кислород. В алвеолите кръвта от венозната става артериална. По този начин, обменът на газ в тъканите и белите дробове се осъществява директно чрез кръвообращението през малки и големи кръгове на кръвообращението. Това се дължи на непрекъснати контракции на мускулните стени на сърдечните камери.

Външно дишане

Нарича се и вентилация на белите дробове. Това е обмен на въздух между околната среда и алвеолите. Физиологично правилното вдишване през носа осигурява на тялото част от въздуха с такъв състав: около 21% О₂, 0.03% СО₂ и 79% азот. По въздушен път влиза в алвеолите. Те имат своя собствена част от въздуха. Съставът му е както следва: 14,2% О₂, 5,2% СО₂, 80% N₂. Вдишването, както и издишването, се регулират по два начина: нерв и хуморален (концентрация на въглероден диоксид). Благодарение на възбуждането на респираторния център на медулата, нервните импулси се предават на респираторните интеркостални мускули и диафрагмата. Обемът на гръдния кош се увеличава. Дробовете, които пасивно следват контракциите на гръдната кухина, се разширяват. Налягането в тях става под атмосферното налягане. Следователно, част от въздуха от горните дихателни пътища навлиза в алвеолите.

Издишването следва вдъхновението. То е придружено от отпускане на междукостните мускули и повдигане на дъгата на диафрагмата. Това води до намаляване на обема на белите дробове. Налягането в тях става по-високо от атмосферното налягане. А въздух с излишък от въглероден диоксид се издига до бронхиолите. Освен това, в горните дихателни пътища, тя следва в носната кухина. Съставът на издишания въздух е както следва: 16,3% О₂, 4% CO₂, 79 N₂. На този етап се извършва външна обмяна на газ. Белодробният обмен на газ, осъществен от алвеолите, осигурява на клетките кислород, необходим за вътрешно дишане.

Клетъчно дишане

Включен в системата на катаболните реакции на метаболизма и енергията. Тези процеси изследват биохимия и анатомия и човешката физиология. Обменът на газ в белите дробове и тъканите е взаимосвързан и невъзможен един без друг. По този начин външният дъх доставя кислорода до интерстициалната течност и отстранява въглеродния диоксид от него. И вътрешната, извършена директно в клетката чрез нейните органолели, които осигуряват окислително фосфорилиране и синтеза на АТР молекули, използва кислород за тези процеси.

Кръбският цикъл

Цикълът на трикарбоксилните киселини е водещ в дишането на клетката. Той комбинира и координира реакциите на безкислородния етап енергиен обмен и процеси, включващи трансмембранни протеини. Също така служи като доставчик на клетъчен материал за изграждане (аминокиселини, прости захари, по-високи карбоксилни киселини), образувани в междинните реакции и използвани от клетката за растеж и разделяне. Както виждаме, в тази статия е проучен обменът на газ в тъканите и белите дробове и е определена неговата биологична роля в жизнената активност на човешкото тяло.