Дыхательный цикл

Механизм газообмена

Значение дыхания. Механизм газообмена

Дыхание является неотъемлемым признаком жизни. Человек дышит постоянно с момента рождения до смерти, днём и во время сна, в состоянии здоровья и болезни. Так как запасы кислорода в организме ограничены, то мы нуждаемся в постоянном его поступлении извне. Так же постоянно и непрерывно должен удаляться СО2, который всегда образуется в результате обмена веществ и в больших количествах является токсичным соединением. Значение дыхания заключается в обеспечении протекания окислительно-восстановительных процессов, в ходе которых органические вещества пищи - белки, жиры и углеводы окисляются, высвобождая при этом энергию, необходимую для обеспечения процессов жизнедеятельности. В процессе дыхания принято различать 3 звена:

1. Внешнее (легочное) дыхание.

2. Транспорт газов кровью.

3. Внутреннее (тканевое) дыхание.

связан с разностью парциальных давлений О2 и СО2 в альвеолярном и атмосферном воздухе, артериальной и венозной крови, тканях и межтканевой жидкости. Это способствует диффузии газов из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением. Диффузия происходит до тех пор, пока не установится динамическое равновесие.

Легочное дыхание

это газообмен между лёгкими и атмосферным воздухом, Так, парциальное давление О2 в альвеолярном воздухе гораздо больше, чем в притекающей к лёгким венозной крови, а парциальное давление СО2, наоборот, в венозной крови выше, чем в альвеолярном воздухе. Поэтому при легочном дыхании О2 диффундирует из альвеолярного воздуха в венозную кровь, а СО2 - в обратном направлении. В результате легочного дыхания образуется артериальная кровь, которая идёт к внутренним органам.

Тканевое дыхание

это обмен газов между кровью и тканями. Во время тканевого дыхания СО2 переходит из области высокого парциального давления, т.е. из тканей, в область низкого давления, т.е. в артериальную кровь. А О2 - из артериальной крови, где его много, переходит в ткани, где концентрация О2 гораздо ниже.

В результате тканевого дыхания артериальная кровь превращается в венозную, которая из тканей поступает в лёгкие, где цикл обмена газов повторяется снова.

Транспорт газов кровью

Так как газы слабо растворимы в жидкостях, то основная их часть транспортируется в форме соединений с гемоглобином. Соединение гемоглобина с О2 называется оксигемоглобин, с СО2 - карбгемоглобин.

состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы.

Вдох (инспирация) осуществляется за счёт сокращения наружных межрёберных мышц (которые поднимают рёбра) и опускания купола диафрагмы, в результате чего объём грудной клетки увеличивается. В зависимости от преимущественного участия в акте вдоха мышц грудной клетки и диафрагмы различают грудной (рёберный) и брюшной (диафрагмальный) типы дыхания, причём 1-ый тип преобладает у женщин, а 2-ой - у мужчин. При усиленном вдохе принимают участие также мышцы шеи и плечевого пояса. Лёгкие пассивно следуют за увеличивающейся в размерах грудной клеткой, давление в них становится ниже атмосферного, что способствует быстрому поступлению воздуха в лёгкие. Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межрёберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение, давление в лёгких становится выше атмосферного, что облегчает выход воздуха из них в окружающую среду.

Дыхательные движения осуществляются с определённой частотой: у новорождённых чдд = 60 в минуту, у 5-летнего ребёнка - 25 в 1 минуту, у взрослого 16-20 в 1 минуту. На частоту и глубину дыхания влияют многие факторы: эмоциональное состояние, физическая нагрузка, изменение химического состава крови, интенсивность обмена веществ. Чем чаще и глубже дыхание, тем больше О2 поступает в лёгкие и больше СО2 выводится. Редкое и поверхностное дыхание может привести к недостаточности снабжения О2 тканей организма, т. е. к асфиксии (кислородному голоданию).

3. Легочные объёмы

Дыхательный объём - количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в спокойном состоянии. Он = около 500 мл.

Резервный объём вдоха - количество воздуха, которое может поступить в лёгкие, если после спокойного вдоха произвести дополнительный максимальный вдох. Он равен около 1500 мл.

Резервный объём выдоха - количество воздуха, которое удаляется из лёгких, если после спокойного выдоха произвести дополнительный максимальный выдох. Он равен около 1500 мл.

Остаточный объём - объём воздуха, который остаётся в лёгких после максимально глубокого выдоха. В среднем он равен около 1200 мл.

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) - состоит из дыхательного объёма, резервного объёма вдоха и резервного объёма выдоха: 500 + 1500 + 1500 = 3500 мл., т. е. это самое глубокое дыхание, на которое способен человек. Жизненная ёмкость лёгких определяется с помощью спирометра.