Предисловие. Большинство биологических процессов, как на уровне клетки, так и целого организма происходят с использованием энергии

Большинство биологических процессов, как на уровне клетки, так и целого организма происходят с использованием энергии. Для получения энергии необходимо поступление кислорода в таком количестве, которое адекватно энергетическим потребностям. Без пищи человек может прожить больше месяца, без воды – более 10 дней, без кислорода – лишь несколько минут. Этот факт обусловлен тем, что в организме отсутствует достаточный резерв кислорода: его объем приближается к двум литрам, достаточным для поддержания жизни лишь в течение нескольких минут. Из-за больших расстояний между внешней средой и клетками высокоразвитого организма доставку кислорода клеткам и удаление углекислого газа из клеток обеспечивают специальные системы транспорта. Этот процесс носит название «газообмен» и включает: 1) внешнее дыхание (обмен воздуха между внешней средой и альвеолами); 2) диффузию газов в легких (газообмен между альвеолярным воздухом и кровью); 3) транспорт газов кровью; 4) диффузию газов в ткани (газообмен между кровью и тканями); 5) тканевое дыхание (потребление кислорода и выделение углекислого газа клетками организма). Традиционно сложилось так, что процессы биологического окисления (тканевое дыхание) изучает биохимия, а остальные звенья – физиология.

Внешнее дыхание

Начальным этапом внешнего дыхания является обмен газов между внешней средой и альвеолами. Главная роль дыхания – обеспечение организма энергией. Суммарным показателем активности дыхательной системы является потребление кислорода за 1 минуту. Взрослый человек в состоянии покоя на 1 кг массы тела в 1 минуту потребляет 3,5 мл кислорода. Поглощение живым организмом O₂ и выделение СО₂ и составляют сущность дыхания.