LOENG nr 15. Hingamise füsioloogia.
1.
2. Väline hingamine (kopsuventilatsioon).
3.
4. Gaaside (O2, CO2) transport verega.
5. Gaasivahetus vere ja koevedeliku vahel. kudede hingamine.
6. Hingamise reguleerimine.
1. Hingamise olemus. Hingamissüsteem.
Hingamine on füsioloogiline funktsioon, mis tagab gaasivahetuse keha ja väliskeskkonna ning gaasivahetuses osalevate organite – hingamissüsteemi – vahel.
Hingamissüsteemi areng.
1.Üherakulistes organismides hingamine toimub läbi raku pinna (membraani).
2.Madalamatel mitmerakulistel loomadel gaasivahetus toimub kogu keha välise ja sisemise (soolestiku) rakkude pinna kaudu.
3.Putukates keha on kaetud küünenahaga ja seetõttu tekivad spetsiaalsed hingamistorud (hingetorud), mis tungivad läbi kogu keha.
4.Kalades hingamiselundid on lõpused – arvukad kapillaaridega voldikud.
5.Kahepaiksed tekivad õhukotid (kopsud), milles hingamisliigutuste abil õhku uuendatakse. Peamine gaasivahetus käib aga läbi naha pinna ja moodustab 2/3 kogumahust.
6.Roomajatel, lindudel ja imetajatel kopsud on juba hästi arenenud ja nahk muutub kaitsekatteks ja gaasivahetus selle kaudu ei ületa 1%. Suure füüsilise koormusega hobustel suureneb hingamine läbi naha 8%-ni.
Hingamissüsteem.
Imetajate hingamisaparaat on elundite kogum, mis täidab õhujuhtimise ja gaasivahetuse funktsioone.
Ülemised hingamisteed: ninaõõs, suu, ninaneelus, kõri.
alumised hingamisteed: hingetoru, bronhid, bronhioolid.
gaasivahetuse funktsioon teostab hingamisteede poorset kude - kopsu parenhüümi. Selle koe struktuur sisaldab kopsuvesiikuleid - alveoolid.
hingamisteede seinal on kõhreline raamistik ja nende luumen ei vaibu kunagi. Hingamistoru limaskest on vooderdatud ripsepiteel koos ripsmetega. Hingetoru enne kopsudesse sattumist dihhotoomselt jaguneb kaheks peamiseks bronhiks (vasakule ja paremale), mis jagunevad ja moodustuvad veelgi bronhipuu. Jaotus lõpeb finaaliga (terminaalsed) bronhioolid (läbimõõt kuni 0,5-0,7 mm).
Kopsud paiknevad rinnaõõnes ja on tüvikoonuse kujuga. Kopsu põhi on tagasi pööratud ja külgneb diafragmaga. Väljaspool on kopsud kaetud seroosse membraaniga - vistseraalne pleura. Parietaalne pleura (luu) vooderdab rinnaõõnde ja sulandub tihedalt ranniku seinaga. Nende pleura lehtede vahel on pilulaadne ruum (5-10 mikronit) - pleura õõnsus täidetud seroosse vedelikuga. Parema ja vasaku kopsu vahelist ruumi nimetatakse mediastiinum. Siin on süda, hingetoru, veresooned ja närvid. Kopsud jagunevad labadeks, segmentideks ja lobuliteks. Selle jagunemise raskusaste erinevatel loomadel ei ole sama.
Kopsu morfoloogiline ja funktsionaalne üksus on acinus (lat. acinus - viinamarja mari). Acinus sisaldab hingamisteede (hingamisteede) bronhioolid ja alveolaarjuhad, see lõpp alveolaarsed kotid.Üks acinus sisaldab 400-600 alveooli; 12-20 acini moodustavad kopsusagara.
Alveoolid - Need on vesiikulid, mille sisepind on vooderdatud ühekihilise lameepiteeliga. Epiteelirakkude hulgas on : I järgu alveotsüüdid, mis koos kopsukapillaaride endoteeliga moodustavad õhutõke ja 2. järku alveotsüüdid täidavad sekretoorset funktsiooni, vabastades bioloogiliselt aktiivse aine surfaktaani. Surfaktaan (fosfolipoproteiinid – pindaktiivne aine) joondab alveoolide sisepinda, suurendab pindpinevust ja takistab alveoolide kokkuvarisemist.
Hingamisteede funktsioonid.
hingamisteed(kuni 30% sissehingatavast õhust hoitakse neis kinni) ei osale gaasivahetuses ja on nn. "kahjulik" ruum.Ülemistel ja alumistel hingamisteedel on aga oluline roll keha elus.
See soojendab, niisutab ja puhastab sissehingatavat õhku. See on võimalik tänu hästi arenenud hingamisteede limaskestale, mis on külluslik vaskulariseeritud sisaldab pokaalrakke, limaskestade näärmeid ja suurt hulka ripsepiteeli ripsmeid. Lisaks on haistmisanalüsaatori retseptorid, köhimise, aevastamise, norskamise ja ärritavate (ärrituse) retseptorite retseptorid. Need asuvad bronhioolides ja reageerivad tolmuosakeste, lima, söövitava aine aurudele. Ärritavate retseptorite ärrituse korral tekib põletustunne, higistamine, köha ja hingamine kiireneb.
Gaasivahetust organismi ja väliskeskkonna vahel tagab rangelt koordineeritud protsesside kogum, mis on osa kõrgemate loomade hingamisstruktuurist.
2. Väline hingamine (kopsuventilatsioon) alveolaarse õhu gaasikoostise pidev uuendamise protsess, mis viiakse läbi siis, kui sisse ja välja hingata.
Kopsukoes ei ole aktiivseid lihaselemente ja seetõttu toimub selle mahu suurenemine või vähenemine passiivselt ajas rindkere liigutustega (sissehingamine, väljahingamine). See on tingitud negatiivne intrapleuraalne rõhk(alla atmosfääri: sissehingamisel 15-30 mm Hg juures. Art., väljahingamisel 4-6 mm Hg juures. Art.) hermeetiliselt suletud rinnaõõnes.
Välise hingamise mehhanism.
Inspiratsiooniakt (lat. inspiratsioon – inspiratsioon) viiakse läbi rindkere mahu suurendamise teel. Sissehingatavad lihased (inhalaatorid) osalevad selles: välised roietevahelised lihased ja diafragma. Sunnitud hingamisega on lihased ühendatud: ribitõstja, scalene supracostalis, dorsaalne dentate inspiraator. Rindkere maht suureneb samal ajal kolmes suunas - vertikaalne, sagitaalne (anteroposterior) ja eesmine.
Väljahingamise akt (lat. expiration – expiration) füsioloogilise puhkeseisundis on valdavalt passiivne. Niipea, kui sissehingamislihased lõdvestuvad, naaseb rindkere oma raskuse ja rannikukõhre elastsuse tõttu algsesse asendisse. Diafragma lõdvestub ja selle kuppel muutub jälle kumeraks.
Sundhingamise ajal soodustavad väljahingamist väljahingamislihased: sisemised roietevahelised, välis- ja sisemised kaldus-, põiki- ja sirglihased kõhuseinal, seljahambuline väljahingaja.
Hingamise tüübid.
Sõltuvalt teatud hingamisliigutustes osalevate lihaste transformatsioonist on olemas kolme tüüpi hingamine:
1 - rindkere (ranniku) hingamise tüüp viiakse läbi väliste roietevaheliste lihaste ja rinnavöö lihaste kokkutõmbumisega;
2 - kõhuõõne (diafragmaatiline) hingamine- ülekaalus on diafragma ja kõhulihaste kokkutõmbed;
3 - segatüüpi (ribi-kõhu) hingamine levinum põllumajandusloomadel.
Erinevate haiguste korral võib hingamise tüüp muutuda. Rindkereõõne organite haiguste puhul domineerib diafragmaatiline hingamine, kõhuorganite haiguste puhul ribi tüüpi hingamine.
Hingamissagedus.
Hingamissagedus on hingamistsüklite arv (sissehingamine-väljahingamine) 1 minuti jooksul.
Hobune 8-12 Koer 10-30
Laudjas. sarvest. kariloomad 10-30 küülikud 50-60
Lambad 8-20 Kanad 20-40
Sea 8-18 Pardid 50-75
Inimene 10–18 Hiir 200
Pange tähele, et tabelis on näidatud keskmised. Hingamisliigutuste sagedus sõltub looma tüübist, tõust, produktiivsusest, funktsionaalsest seisundist, kellaajast, vanusest, ümbritseva õhu temperatuurist jne.
Kopsu mahud.
Eristage kopsude kogumahtuvust ja elutähtsat mahtu. Kopsude elutähtsus (VC) koosneb kolmest mahust: sissehingamise ja väljahingamise reservmahud.
1.Loodete maht on õhu maht, mida saab rahulikult, ilma pingutuseta sisse ja välja hingata.
2.Sissehingamise reservmaht See on õhk, mida saab pärast vaikset hingetõmmet täiendavalt sisse hingata.
3.väljahingamise reservi maht on õhu maht, mida saab pärast tavalist väljahingamist võimalikult palju välja hingata.
Pärast täielikku võimalikult sügavat väljahingamist jääb kopsudesse veidi õhku. - jääkmaht. YCL-i ja jääkõhuhulga summa on kopsude kogumaht.
Nimetatakse jääkõhumahu ja väljahingamise reservmahu summat alveolaarne õhk (funktsionaalne jääkvõimsus).
Kopsumahud (liitrites).
Hobusemees
1. Hingamisteede V 5-6 0,5
2. Reserv V sissehingamine 12 1.5
3. Varu V väljahingamine 12 1.5
4. Jääk V 10 1
Ventilatsioon- see on värskendus alveolaarse õhu gaasi koostisest sisse- ja väljahingamisel. Kopsude ventilatsiooni intensiivsuse hindamisel kasutage minutiline hingamismaht(kopse läbiva õhu hulk 1 minutiga), mis sõltub hingamisliigutuste sügavusest ja sagedusest.
Hobuse loodete maht puhkeolekus 5-6 liitrit , hingamissagedus 12 hingetõmmet minutis.
Järelikult: 5 l.*12=60 liitrit minutiline hingamismaht. kerge töö korral on see võrdne 150-200 liitrit, raske töö ajal 400-500 liitrit.
Hingamise ajal ei ventileerita üksikuid kopsuosi kõiki ja erineva intensiivsusega. Seetõttu nad ootavad alveoolide ventilatsiooni koefitsient on sissehingatava õhu ja alveoolide mahu suhe. Tuleb meeles pidada, et kui hobune hingab sisse 5 liitrit, jääb 30% õhust hingamisteedesse "kahjulikku ruumi".
Seega jõuab alveoolidesse 3,5 liitrit sissehingatavat õhku (70% 5 liitrist hingamismahust). Seetõttu on alveolaarse ventilatsiooni koefitsient 3,5 liitrit: 22 liitrit. või 1:6. See tähendab, et iga rahuliku hingetõmbe korral ventileeritakse 1/6 alveoolidest.
3. Gaaside difusioon (gaaside vahetus alveolaarse õhu ja kopsuvereringe kapillaaride vere vahel).
Gaasivahetus kopsudes toimub difusiooni tulemusena süsihappegaas (CO 2) verest kopsualveoolidesse ja hapnik (O 2) alveoolidest kopsuvereringe kapillaaride venoossesse verre. Arvutustega on kindlaks tehtud, et umbes 5% sissehingatavast õhust hapnikust jääb kehasse, süsihappegaasist eritub organismist umbes 4%. Lämmastik ei osale gaasivahetuses.
Gaaside liikumine määratakse puhtalt füüsikalised seadused (osmoos ja difusioon), töötab gaasi-vedeliku süsteemis, mis on eraldatud poolläbilaskva membraaniga. Need seadused põhinevad gaaside osarõhu erinevusel või osarõhu gradiendil.
Osarõhk (ladina keeles partialis – osaline) on ühe gaasi rõhk gaasisegus.
Gaaside difusioon toimub kõrgema rõhuga piirkonnast madalama rõhuga piirkonda.
Hapniku osarõhk alveolaarses õhus 102 mmrt. Art., süsihappegaas 40 mm Hg. Art. Kopsu kapillaaride venoosses veres pinge O2 \u003d 40 mm Hg. Art., CO2=46 mm Hg. Art.
Seega on osarõhu erinevus:
hapnikku (O2) 102 - 40 \u003d 62 mm Hg. Art.;
süsinikdioksiid (CO2) 46 - 40 \u003d 6 mm Hg. Art.
Hapnik siseneb kiiresti läbi kopsumembraanide ja ühineb täielikult hemoglobiiniga ja veri muutub arteriaalseks. Süsinikdioksiid, vaatamata väikesele osarõhu erinevusele, on suurem difusioonikiirus (25 korda) venoossest verest kopsu alveoolidesse.
4. Gaaside (O 2, CO 2) transport verega.
Hapnik, mis liigub alveoolidest verre, on kahes vormis - umbes 3% lahustunud plasmas ja umbes 97% erütrotsüütidest on seotud hemoglobiiniga (oksühemoglobiin). Vere küllastumist hapnikuga nimetatakse hapnikuga varustamine.
Ühes hemoglobiini molekulis on 4 raua aatomit, seega võib 1 hemoglobiini molekul ühendada 4 hapniku molekuli.
HHb+ 4O 2 ↔ HHb(O 2) 4
Oksühemoglobiin (ННb (О 2) 4) – eksponeerib vara nõrk, kergesti dissotsieeruv hape.
Hapniku kogust 100 mm veres hemoglobiini täielikul üleminekul oksühemoglobiiniks nimetatakse vere hapnikumaht. On kindlaks tehtud, et keskmiselt suudab 1 g hemoglobiini seonduda 1,34 mmhapnikku. Teades hemoglobiini kontsentratsiooni veres ja see on keskmine 15 g. / 100 ml, saate arvutada vere hapnikumahu.
15 * 1,34 \u003d 20,4 mahuprotsenti (mahuprotsent).
Süsinikdioksiidi transport veres.
Süsinikdioksiidi transportimine veres on keeruline protsess, mis hõlmab erütrotsüüdid (hemoglobiin, karboanhüdraasi ensüüm) ja vere puhversüsteemid.
Süsinikdioksiidi leidub veres kolmel kujul: 5% - füüsiliselt lahustunud kujul; 10% - karbohemoglobiini kujul; 85% - erütrotsüütides kaaliumvesinikkarbonaatide ja plasmas naatriumvesinikkarbonaatide kujul.
CO 2, sattunud koest vereplasmasse, difundeerub koheselt erütrotsüütidesse, kus toimub hüdratatsioonireaktsioon süsihappe (H 2 CO 3) moodustumisega ja selle dissotsiatsiooniga. Mõlemat reaktsiooni katalüüsib ensüüm karboanhüdraas, leidub erütrotsüütides.
H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3
karboanhüdraas
↓
H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -
Kuna vesinikkarbonaadiioonide kontsentratsioon suureneb (NSO 3 -) erütrotsüütides difundeerub üks osa vereplasmasse ja ühineb puhversüsteemidega, moodustades naatriumvesinikkarbonaadi (NaHCO3). Teine osa HCO 3 -st - jääb erütrotsüütidesse ja ühineb hemoglobiiniga (karbohemoglobiiniga) ja kaaliumkatioonidega - kaaliumvesinikkarbonaat (KHCO 3).
Alveoolide kapillaarides ühineb hemoglobiin hapnikuga (oksühemoglobiin) – see on tugevam hape, mis tõrjub süsihappe kõikidest ühenditest välja. Karboanhüdraasi toimel toimub selle dehüdratsioon.
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2
Seega difundeerub karbohemoglobiini dissotsiatsiooni käigus lahustunud ja vabanev süsihappegaas alveolaarsesse õhku.
5. Gaaside vahetus vere ja koevedeliku vahel. kudede hingamine.
Gaasivahetus vere ja kudede vahel toimub samal viisil gaaside osarõhu erinevuse tõttu (osmoosi ja difusiooni seaduste järgi). Siia sattunud arteriaalne veri on hapnikuga küllastunud, selle pinge on 100 mmrt. Art. Koevedelikus on hapniku pinge 20-40 mmHg Art., ja rakkudes selle tase langeb 0-le.
Vastavalt: Umbes 2 100 - 40 \u003d 60 mm Hg. Art.
60 - 0 = 60 mmHg Art.
Seetõttu pigistab oksühemoglobiin hapnikku, mis liigub kiiresti koevedelikku ja seejärel koerakkudesse.
kudede hingamine on bioloogilise oksüdatsiooni protsess rakkudes ja kudedes. Kudedesse sisenevat hapnikku mõjutab rasvade, süsivesikute ja valkude oksüdatsioon. Vabanenud energia salvestub vormis makroergilised sidemed - ATP. Lisaks oksüdatiivsele fosforüülimisele kasutatakse ka hapnikku mikrosomaalse oksüdatsiooniga - rakkude endoplasmaatilise retikulumi mikrosoomides. Sel juhul muutuvad vesi ja süsinikdioksiid oksüdatiivsete reaktsioonide lõppsaadusteks.
Süsinikdioksiid, mis lahustub koevedelikus, tekitab seal pingeid 60-70 mmHg Art., mis on kõrgem kui veres (40 mm Hg).
CO 2 70 - 40 \u003d 30 mm Hg. Art.
Seega on selle difusiooni koevedelikust verre põhjuseks kõrge hapnikupinge gradient ning süsinikdioksiidi osarõhu erinevus koevedelikus ja veres.
6. Hingamise reguleerimine.
Hingamiskeskus - see on neuronite kogum, mis paikneb kõigis kesknärvisüsteemi osades ja osaleb hingamise reguleerimises.
Mislavski hingamiskeskuse "tuumiku" põhiosa paikneb medulla oblongata, retikulaarse moodustumise piirkonnas neljanda ajuvatsakese põhjas. Selle keskuse neuronite hulgas on range spetsialiseerumine (funktsioonide jaotus). Mõned neuronid reguleerivad sissehingamist, teised väljahingamist.
Hingamisteede hindade Bulbar osakond tra on ainulaadne omadus - automaatika, mis püsib isegi selle täieliku deaferentseerumisega (pärast erinevate retseptorite ja närvidega kokkupuute lõpetamist).
Piirkonnas pons asub "pneumotaksiline keskus". Sellel ei ole automaatsust, kuid see mõjutab Mislavski hingamiskeskuse neuronite aktiivsust, stimuleerides vaheldumisi sisse- ja väljahingamise neuronite aktiivsust.
Hingamiskeskusest liiguvad närviimpulsid motoorsetesse neuronitesse rindkere närvi tuumad(3-4 kaelalüli - diafragmaalsete lihaste keskpunkt) ja motoorsetes neuronites, mis asuvad rindkere seljaaju külgmised sarved(innerveerib väliseid ja sisemisi roietevahelisi lihaseid).
Kopsudes (hingamisteede silelihaste vahel ja kopsuvereringe kapillaaride ümber) on kolm retseptorite rühma: venitus ja tagasitõmbumine, ärritav, kõrvuti kapillaar. Nende retseptorite informatsioon kopsude seisundist (venitamine, kollaps), õhuga täitumisest, ärritavate ainete sattumisest hingamisteedesse (gaas, tolm), vererõhu muutustest kopsuveresoontes, siseneb hingamiskeskusesse läbi aferentsed närvid. See mõjutab hingamisliigutuste sagedust ja sügavust, köhimise ja aevastamise kaitsvate reflekside avaldumist.
mängib olulist rolli hingamise reguleerimisel. humoraalsed tegurid. Vaskulaarsed rakud reageerivad muutustele vere gaasi koostises. unearteri siinuse, aordi ja pikliku medulla refleksogeensed tsoonid.
Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurenemine veres põhjustab hingamiskeskuse ergutamist. Selle tulemusena muutub hingamine kiiremaks - hingeldus (õhupuudus). Süsinikdioksiidi taseme langus veres aeglustab hingamisliigutuste rütmi. - apnoe.
Naha osakaal inimese hingamises on aga kopsudega võrreldes tühine, sest kogu kehapind on alla 2 m 2 ega ületa 3% kopsualveoolide kogupinnast.
Hingamisorganite peamised komponendid on hingamisteed, kopsud, hingamislihased, sealhulgas diafragma. Inimese kopsudesse sisenev atmosfääriõhk on gaaside segu – lämmastik, hapnik, süsihappegaas ja mõned teised (joon. 2).
Riis. 2. Gaaside osarõhu keskmised väärtused (mm Hg) kuivas
sissehingatavas õhus, alveoolides, väljahingatavas õhus ja veres lihaspuhkuse ajal (figuuri keskosa). Gaaside osarõhk neerudest ja lihastest voolavas venoosses veres (joonisel alumine osa)
Gaasi osarõhk gaasisegus on rõhk, mille see gaas tekitaks segu muude komponentide puudumisel. See sõltub gaasi protsendist segus: mida suurem see on, seda suurem on selle gaasi osarõhk. Hapniku* osarõhk alveolaarses õhus on 105 mm Hg. Art., Ja venoosses veres - 40 mm Hg. Art., nii et hapnik difundeerub alveoolidest verre. Peaaegu kogu veres leiduv hapnik on keemiliselt seotud hemoglobiiniga. Hapniku osarõhk kudedes on suhteliselt madal, mistõttu difundeerub see verekapillaaridest koesse, tagades kudede hingamise ja energia muundamise protsessid.
Ainevahetuse ühe lõppprodukti süsihappegaasi transport toimub sarnaselt vastupidises suunas. Süsinikdioksiid eritub organismist kopsude kaudu. Lämmastikku kehas ei kasutata. Hapniku, süsinikdioksiidi, lämmastiku osarõhk atmosfääriõhus ja hapniku transpordiskeemi erinevatel tasanditel on näidatud joonisel fig. 2.
a- välimine silinder b- klaasaken lugemiseks, sisse- sisemine silinder G- õhusilinder sisemise silindri tasakaalustamiseks, d- vesi
Difusiooni tõttu muutub alveolaarse õhu koostis pidevalt: hapniku kontsentratsioon selles väheneb ja süsihappegaasi kontsentratsioon suureneb. Hingamisprotsessi säilitamiseks tuleb pidevalt uuendada gaaside koostist kopsudes. See juhtub kopsude ventilatsiooni ajal, s.o. hingamine selle sõna tavalises tähenduses. Sissehingamisel suureneb kopsude maht ja õhk siseneb neisse atmosfäärist. Samal ajal laienevad alveoolid. Puhkeseisundis siseneb iga hingetõmbega kopsudesse umbes 500 ml õhku. Seda õhuhulka nimetatakse loodete maht. Inimese kopsudel on teatud mahutaluvus, mida saab kasutada suurenenud hingamise korral. Pärast vaikset hingetõmmet saab inimene sisse hingata umbes 1500 ml õhku. Seda mahtu nimetatakse sissehingamise reservmaht. Pärast rahulikku väljahingamist saate pingutades välja hingata umbes 1500 ml õhku. seda väljahingamise reservi maht. Loodete maht ning sissehingamise ja väljahingamise reservmahud annavad kokku kopsu maht(SOOV). Sel juhul võrdub see 3500 ml-ga (500 + 1500 + 1500). VC mõõtmiseks hingake eriti sügavalt sisse ja pärast seda maksimaalne väljahingamine spetsiaalse seadme - spiromeetri - torusse. Mõõtmised tehakse puhkeasendis (joonis 3). VC väärtus sõltub soost, vanusest, keha suurusest ja sobivusest. See näitaja on väga erinev, naistel keskmiselt 2,5–4 liitrit ja meestel 3,5–5 liitrit. Mõnel juhul võib väga pikkade inimeste, näiteks korvpallurite, VC ulatuda 9 liitrini. Treeningu mõjul, näiteks spetsiaalsete hingamisharjutuste sooritamisel, suureneb VC (mõnikord isegi 30%).
Riis. 4. Milleri nomogramm õige kopsumahu määramiseks
VC-d saab määrata Milleri nomogrammiga (joonis 4). Selleks tuleb skaalal leida oma pikkus ja ühendada see sirgjoonega vanusega (naistel ja meestel eraldi). See joon ületab elutähtsa võimekuse skaala. Füüsilise sooritusvõime uuringute oluline näitaja on minutiline hingamismaht, või kopsude ventilatsioon. Kopsude ventilatsioon on tegelik õhuhulk, mis erinevates tingimustes läbib kopse 1 minuti jooksul. Puhkeseisundis on kopsuventilatsioon 5–8 l/min.
Inimene suudab oma hingamist kontrollida. Saate seda lühidalt edasi lükata või tugevdada. Hingamise suurendamise võimet mõõdetakse väärtusega maksimaalne kopsuventilatsioon(MLV). See väärtus, nagu VC, sõltub hingamislihaste arenguastmest. Füüsilisel tööl suureneb kopsuventilatsioon ja ulatub 150–180 l/min. Mida raskem on töö, seda suurem on kopsuventilatsioon.
Kopsu elastsus sõltub suuresti alveoolide sisepinda niisutava vedeliku pindpinevusjõududest (s = 5 x 10–2 N/m). Loodus ise hoolitses selle eest, et hingamine oleks kergem, ja lõi aineid, mis vähendavad pindpinevust. Neid sünteesivad spetsiaalsed rakud, mis asuvad alveoolide seintes. Nende pindaktiivsete ainete (pindaktiivsete ainete) süntees toimub kogu inimese elu jooksul.
Nendel harvadel juhtudel, kui vastsündinu kopsudes ei ole pindaktiivset ainet tootvaid rakke, ei saa laps ise esimest hingetõmmet teha ja sureb. Pindaktiivsete ainete puudumise või puudumise tõttu alveoolides sureb maailmas igal aastal umbes pool miljonit vastsündinut ilma esimest hingetõmmet tegemata.
Mõned loomad, kes hingavad kopsudega, teevad aga ilma pindaktiivsete aineteta. Esiteks kehtib see külmavereliste kohta - konnad, maod, krokodillid. Kuna need loomad ei pea küttele energiat kulutama, ei ole nende hapnikuvajadus nii suur kui soojaverelistel ja seetõttu on nende kopsude pindala väiksem. Kui inimese kopsudes on 1 cm 3 õhu kokkupuutepind veresoontega umbes 300 cm 2, siis konnal on see ainult 20 cm 2.
Kopsude pindala suhteline vähenemine mahuühiku kohta on külmaverelistel loomadel tingitud sellest, et nende alveoolide läbimõõt on umbes 10 korda suurem kui soojaverelistel. Ja Laplace'i seadusest ( lk= 4a/R) järeldub, et lisarõhk, mis tuleb sissehingamisel ületada, on pöördvõrdeline alveoolide raadiusega. Külmavereliste loomade alveoolide suur raadius võimaldab neil kergesti sisse hingata isegi ilma nende suurust vähenemata. lk PAV tõttu.
Lindude kopsudes pole pindaktiivseid aineid. Linnud on soojaverelised loomad ja elavad aktiivset eluviisi. Puhkeseisundis on lindude hapnikuvajadus suurem kui teistel selgroogsetel, sealhulgas imetajatel, ning lennu ajal suureneb see kordades. Lindude hingamissüsteem suudab verd hapnikuga küllastada ka suurel kõrgusel lennates, kus selle kontsentratsioon on palju madalam kui merepinnal. Kõik imetajad (sealhulgas inimesed), olles sellisel kõrgusel, hakkavad kogema hapnikunälga, vähendavad järsult oma motoorset aktiivsust ja langevad mõnikord isegi poolteadvusesse. Kuidas lindude kopsud pindaktiivsete ainete puudumisel selle raske ülesandega toime tulevad?
Lisaks tavalistele kopsudele on lindudel täiendav süsteem, mis koosneb viiest või enamast paarist õhukeseseinalistest õhukotikestest, mis on seotud kopsudega. Nende kottide õõnsused hargnevad kehas laialt ja lähevad mõnesse luusse, mõnikord isegi sõrmede falange väikestesse luudesse. Selle tulemusena hõivab hingamissüsteem, näiteks pardid, umbes 20% kehamahust (2% kopsud ja 18% õhukotid), samal ajal kui inimestel vaid 5%. Õhukottide seinad on veresoontevaesed ega osale gaasivahetuses. Turvapadjad mitte ainult ei aita õhku läbi kopsude ühes suunas puhuda, vaid vähendavad ka keha tihedust, hõõrdumist selle üksikute osade vahel ning aitavad kaasa keha tõhusale jahutamisele.
Linnu kops on üles ehitatud mõlemalt poolt avatud õhukestest torudest, mis on paralleelselt ühendatud veresoontega – parabronhidest ulatuvatest õhukapillaaridest. Inspiratsiooni ajal suurenevad eesmise ja tagumise õhukottide mahud. Hingetoru õhk siseneb otse tagumistesse kottidesse. Eesmised kotid ei suhtle peamise bronhiga ja on täidetud kopsudest väljuva õhuga (joon. 5, a).
Riis. 5 . Õhu liikumine linnu hingamissüsteemis: a- hingetõmme, b- välja hingata
(K1 ja K2 - ventiilid, mis muudavad õhu liikumist)
Väljahingamisel taastub eesmiste kottide side peamise bronhiga, tagumised kotid katkevad. Selle tulemusena voolab õhk väljahingamisel läbi linnu kopsu samas suunas kui sissehingamisel (joon. 5, b). Hingamise ajal muutuvad ainult õhukottide mahud, samas kui kopsu maht jääb peaaegu muutumatuks. Selgeks saab, miks linnu kopsudes pindaktiivseid aineid pole: need on seal lihtsalt kasutud, sest. pole vaja kopse täis puhuda.
Mõned organismid kasutavad õhku rohkem kui lihtsalt hingamiseks. India ookeanis ja Vahemeres elava paiskala keha on täpiline arvukate nõelte - muudetud soomustega. Rahulikus olekus on nõelad enam-vähem tihedalt keha külge kinnitatud. Ohu korral tormab paiskala veepinnale ja soolestikku õhku võttes muutub paisunud palliks. Sellisel juhul tõusevad nõelad üles ja jäävad igas suunas välja. Kala hoiab end veepinnal, kaldudes kõhuga ülespoole, ja osa kehast ulatub vee kohal. Selles asendis on paiskala kaitstud röövloomade eest nii alt kui ka ülalt. Kui oht on möödas, laseb blowfish õhku välja ja tema keha võtab tavapärase suuruse.
Maa õhukest (atmosfäär) hoitakse tõmbejõudude tõttu Maa lähedal ja avaldab survet kõigile kehadele, millega see kokku puutub. Inimkeha on kohanenud atmosfäärirõhuga ega talu selle langust. Mägedesse (4 tuhat meetrit ja mõnikord isegi madalamale) ronides tunnevad paljud inimesed end halvasti, ilmnevad "kõrgushaiguse" hood: hingamine muutub raskeks, kõrvadest ja ninast tuleb sageli verd, võimalik on teadvusekaotus. Kuna liigesepinnad on õhurõhu mõjul tihedalt üksteisega külgnevad (liigeseid katvas liigesekotis rõhk langeb), siis kõrgel mägedes, kus atmosfäärirõhk on oluliselt vähenenud, on liigeste tegevus häiritud, käed ja jalad ei "kuuletu" hästi, tekivad kergesti nihestused. Kõrgustele ronivad mägironijad ja piloodid võtavad hapnikuseadmed kaasa ja treenivad enne ronimist spetsiaalselt.
Kosmonautide spetsiaalne koolitusprogramm sisaldab kohustuslikku koolitust survekambris, mis on hermeetiliselt suletud teraskamber, mis on ühendatud võimsa pumbaga, mis tekitab selles suurenenud või alandatud rõhku. Kaasaegses meditsiinis kasutatakse survekambrit paljude haiguste ravis. Kambrisse suunatakse puhas hapnik ja tekib kõrge rõhk. Tänu hapniku difusioonile läbi naha ja kopsude suureneb oluliselt selle pinge kudedes. See ravimeetod on väga tõhus näiteks anaeroobsete mikroorganismide põhjustatud haavapõletike (gaasgangreen) korral, mille puhul hapnik on tugev mürk.
Kõrgustel, kus tänapäevased kosmoselaevad lendavad, õhku praktiliselt ei ole, mistõttu muudetakse laevade kajutid õhutihedaks ning neis luuakse ja hoitakse normaalne rõhk ja õhukoostis, niiskus ja temperatuur. Salongi tiheduse rikkumine toob kaasa traagilisi tagajärgi.
Kosmoselaev Sojuz-11 kolme kosmonaudiga (G. Dobrovolski, V. Volkov, V. Patsajev) saadeti madalale Maa orbiidile 6. juunil 1971 ja 30. juunil Maale naastes suri meeskond kui laskumissõiduki rõhu languse tulemus pärast vaheruumide eraldamist 150 km kõrgusel.
Mõned faktid hingamise kohta
Inimene hingab rütmiliselt. Vastsündinud laps teeb hingamisliigutusi 60 korda 1 minutis, viieaastane - 25 korda 1 minutis, 15-16 aastaselt väheneb hingamissagedus 16-18 minutis ja püsib nii kõrge vanuseni, mil see muutub jälle sagedamaks.
Mõnel loomal on hingamissagedus palju madalam: kondor teeb ühe hingamisliigutuse 10 sekundiga ja kameeleon - 30 minutiga. Kameeleoni kopse ühendavad spetsiaalsed kotid, millesse ta õhku tõmbab ja samal ajal tugevalt paisub. Madal hingamissagedus võimaldab kameeleonil oma kohalolekut pikka aega mitte tuvastada.
Puhkeolekus ja normaalsel temperatuuril tarbib inimene umbes 250 ml hapnikku minutis, 15 liitrit tunnis ja 360 liitrit päevas. Puhkuse ajal tarbitud hapniku hulk ei ole konstantne – päeval on seda rohkem kui öösel, isegi kui inimene päeval magab. Tõenäoliselt on see igapäevaste rütmide ilming keha elus. Lamav inimene tarbib umbes 15 liitrit hapnikku tunnis, seistes - 20 liitrit, rahulikult kõndides - 50 liitrit, kõndides kiirusega 5 km / h - 150 liitrit.
Atmosfäärirõhul saab inimene puhast hapnikku hingata umbes ühe ööpäeva, misjärel tekib kopsupõletik, mis lõpeb surmaga. Rõhul 2-3 atm saab inimene puhast hapnikku hingata mitte rohkem kui 2 tundi, seejärel rikutakse liigutuste koordineerimist, tähelepanu, mälu.
Tavaliselt läbib 1 minuti jooksul kopsudest 7-9 liitrit õhku, treenitud jooksja puhul umbes 200 liitrit.
Siseorganid nõuavad intensiivse töö ajal suurenenud hapnikuvarustust. Pingelise aktiivsuse korral suureneb hapniku tarbimine südames 2 korda, maksas - 4 korda, neerudes - 10 korda.
Iga hingetõmbega teeb inimene tööd, mis on piisav 1 kg koormuse tõstmiseks 8 cm kõrgusele Kasutades 1 tunni jooksul tehtud tööd, oleks võimalik see koorem tõsta 86 m kõrgusele ja üleöö - kuni 690 m.
On teada, et hingamiskeskust erutab süsihappegaasi kontsentratsiooni tõus veres. Kui süsihappegaasi kontsentratsioon veres väheneb, ei pruugi inimene tavapärasest kauem hingata. Seda saab saavutada kiire hingamisega. Sarnast tehnikat kasutavad sukeldujad ning kogenud pärlisukeldujad võivad vee all viibida 5-7 minutit.
Tolm on kõikjal. Isegi Alpide tipus sisaldab 1 ml õhku umbes 200 tolmuosakest. Sama kogus linnaõhku sisaldab üle 500 000 tolmuosakese. Tuul kannab tolmu väga pikkade vahemaade taha: näiteks Norrast on leitud Sahara tolmu, Euroopas aga Indoneesia saarte vulkaanilist tolmu. Tolmuosakesed jäävad hingamisteedesse kinni ja võivad põhjustada erinevaid haigusi.
Tokyos, kus iga elaniku kohta on 40 cm2 tänavapinda, töötavad politseinikud hapnikumaskides. Pariisis on möödakäijatele püsti pandud puhta õhu putkad. Patoloogid tunnevad pariislased lahkamisel ära nende mustade kopsude järgi. Los Angeleses on tänavale paigaldatud plastpalmid, kuna suure õhusaaste tõttu surevad elavad inimesed.
Jätkub
* See viitab hapniku osarõhule õhus, mille juures see on tasakaalus veres või muus keskkonnas lahustunud hapnikuga, mida nimetatakse ka hapniku pingeks selles keskkonnas.
Hingamise füsioloogia 1.
1. Hingamise olemus. Sisse- ja väljahingamise mehhanism.
2. Alarõhu tekkimine peripulmonaarses ruumis. Pneumotooraks, atelektaas.
3. Hingamise tüübid.
4. Kopsude elutähtsus ja nende ventilatsioon.
n 1. Hingamise olemus. Sisse- ja väljahingamise mehhanism.
n Protsesside kogumit, mis tagavad hapniku ja süsihappegaasi vahetuse väliskeskkonna ja kehakudede vahel, nimetatakse hingetõmme ja hingamist tagavate organite kogum - hingamissüsteem.
n Hingamise tüübid:
n Rakuline – üherakulistes organismides läbi kogu raku pinna.
n Naha - mitmerakulistes organismides (ussides) läbi kogu kehapinna.
n Hingetoru – putukatel spetsiaalsete hingetorude kaudu, mis kulgevad mööda keha külgpinda.
n Gill - kalas läbi lõpuste.
n Pulmonaarne – kahepaiksetel kopsude kaudu.
n Imetajatel spetsiaalsete hingamiselundite kaudu: ninaneelu, kõri, hingetoru, bronhid, kopsud, samuti rindkere, diafragma ja lihasrühm: inspiraatorid ja väljahingajad.
n Kopsud (0,6-1,4% kehamassist) - paariselundid, neil on labad (paremal - 3, vasakul - 2), jagunevad sagarateks (igas 12-20 acini), bronhid hargnevad bronhioolideks, lõpevad alveoolidega .
n Kopsu morfoloogiline ja funktsionaalne üksus - acinus (lat. acinus - viinamarja mari)- hingamisteede bronhiooli hargnemine alveolaarseteks käikudeks, mis lõppevad 400-600 alveolaarkottiga.
n Alveoolid on täidetud õhuga ega vaju nende seintel olevate pindaktiivsete ainete tõttu kokku - pindaktiivsed ained (fosfolipoproteiinid või lipopolüsahhariidid).
n Hingamise etapid:
n a) kopsuventilatsioon – gaasivahetus kopsude ja keskkonna vahel;
n b) gaaside vahetus kopsudes alveolaarse õhu ja kopsuvereringe kapillaaride vahel;
n c) O2 ja CO2 transport verega;
n d) gaasivahetus süsteemse vereringe kapillaaride vere ja koevedeliku vahel;
n e) rakusisene hingamine on rakkudes substraatide oksüdatsiooni mitmeastmeline ensümaatiline protsess.
n Peamine füüsikaline protsess, mis tagab O2 liikumise väliskeskkonnast rakkudesse ja CO2 liikumise vastupidises suunas on difusioon , st gaasi liikumine lahustunud aine kujul mööda kontsentratsioonigradiente.
n Sissehingamine – inspiratsioon .
n Õhu liikumist kopsudesse ja sealt välja keskkonda põhjustavad kopsusisese rõhu muutused. Kopsude laienemisel muutub rõhk nendes atmosfäärirõhust madalamaks (5-8 mm Hg võrra) ja õhk imetakse kopsudesse. Kopsudel endal lihaskude ei ole. Kopsumahu muutus sõltub rindkere mahu muutusest, s.t. kopsud jälgivad passiivselt muutusi rinnus. Sissehingamisel laieneb rindkere vertikaalses, sagitaalses ja frontaalses suunas. Sissehingamise lihaste (inhalaatorite) - välise interkostaalne ja diafragma - kokkutõmbumisel tõusevad ribid üles, samal ajal kui rindkere laieneb. Diafragma võtab koonilise kuju. Kõik see aitab kaasa rõhu langusele kopsudes ja õhu sisselaskes. Alveoolide paksus on väike, mistõttu gaasid hajuvad kergesti läbi alveoolide seina.
n Väljahingamine - väljahingamine .
n Väljahingamisel sissehingamislihased lõdvestuvad ja rindkere rindkere oma raskuse ja rannikakõhre elastsuse tõttu naaseb algsesse asendisse. Diafragma lõdvestub, kuplikujuline. Seega puhkeolekus toimub väljahingamine passiivselt, inspiratsiooni lõppemise tõttu.
n Sundhingamise korral aktiveerub väljahingamine - seda võimendab väljahingamislihaste (väljahingajate) kokkutõmbumine - sisemised roietevahelised lihased, kõhulihased - välimine ja sisemine kaldus, põiki ja sirge kõht, seljahambuline väljahingamine. Suureneb rõhk kõhuõõnes, mis surub diafragma rinnaõõnde, ribid laskuvad alla, lähenevad üksteisele, mis vähendab rindkere mahtu.
n Kopsude kokkuvarisemisel pressitakse õhk välja, rõhk neis muutub atmosfäärirõhust kõrgemaks (3-4 mm Hg võrra).
n 2. Alarõhu tekkimine peripulmonaarses ruumis. Pneumotooraks, atelektaas
n Rindkere kopsud on eraldatud pleuralehtedega: vistseraalne - külgneb kopsudega, parietaalne - joondab rindkere seestpoolt. Lehtede vahel on pleuraõõs. See on täidetud pleura vedelikuga. Rõhk pleuraõõnes on alati 4-10 mm Hg võrra madalam kui atmosfäärirõhk. Art. (kopsudes 760 mm Hg). Selle põhjuseks on: 1) rindkere kiirem kasv võrreldes kopsudega postnataalses ontogeneesis; 2) elastne veojõud kopsude elastsuspinge, st jõud, mis takistab nende paisumist õhuga. Pleuraõõs on keskkonnast suletud.
n Kui õhk siseneb pleuraõõnde (nt vigastuse korral), võrdsustub rõhk pleuraõõnes atmosfäärirõhuga - pneumotooraks , samal ajal kui kops kokku kukub - atelektaasid ja hingamine võib peatuda.
n Negatiivne pleura rõhk tekib sündides. Esimesel hingetõmbel rindkere laieneb, kopsud sirguvad, sest on hermeetiliselt eraldatud – pleuraõõnes tekib alarõhk. Lootel on kopsud kokkuvarisenud olekus, rindkere on lamenenud, ribide pea asub glenoidsest lohust väljas. Süsinikdioksiid koguneb sündides loote verre, see ergastab hingamiskeskust. Siit liiguvad impulsid lihastesse – inspiraatoritesse, mis kokku tõmbuvad, sisenevad ribide pead liigesõõnde. Rindkere maht suureneb, kopsud sirguvad.
n Rindkere mahu ja kopsumahu seost hingamisel illustreeritakse tavaliselt füüsika abil Dondersi mudelid:
n 1. Klaaskuppel,
n 2. Ülemine - auguga pistik,
n 3. Põhi - rõngaga elastne kile,
n 4. Korgi sees on küüliku kopsud.
n Elastse kile venimisest tingitud mahu suurenemisega korgi sees väheneb rõhk korgi õõnsuses, õhk siseneb korgis oleva augu kaudu kopsudesse, need laienevad ja vastupidi.
n 3. Hingamise tüübid.
n 1. Rindkere või ranniku - rindkere mahu muutus toimub peamiselt roietevaheliste lihaste (ekspiraatorid ja inspiraatorid) tõttu. Tüüpiline koertele ja naistele.
n 2. Kõhu või diafragma - rindkere mahu muutus toimub peamiselt diafragma ja kõhulihaste mõjul. Tüüpiline meestele.
n 3. Segatud või rindkere - rindkere mahu muutus toimub võrdselt roietevaheliste lihaste, diafragma ja kõhulihaste kokkutõmbumisega. Tüüpiline põllumajandusloomadele.
n Hingamisliigid on diagnostilise väärtusega: kui kõhu- või rinnaõõne organid on kahjustatud, siis need muutuvad.
n 4. Kopsude elutähtsus ja nende ventilatsioon.
n Eluvõime (VC) koosneb kolmest õhuhulgast, mis hingamise ajal kopsudesse siseneb ja sealt väljub:
n 1. Hingamisteede - õhu maht vaikse sisse- ja väljahingamise ajal. Väikestel loomadel (koerad, väikeloomad) - 0,3-0,5 liitrit, suurtel loomadel (veised, hobused) - 5-6 liitrit.
n 2. Täiendav või reservi sissehingamise maht– õhu maht, mis siseneb kopsudesse maksimaalse sissehingamise ajal pärast tavalist sissehingamist. 0,5-1 ja 5-15 liitrit.
n 3. väljahingamise reservi maht– õhu maht maksimaalse väljahingamise ajal pärast vaikset väljahingamist. 0,5-1 ja 5-15 liitrit.
n VC määratakse maksimaalse väljahingamise mahu mõõtmisega pärast eelmist maksimaalset sissehingamist spiromeetria abil. Loomadel määratakse see kõrge süsihappegaasisisaldusega gaasisegu sissehingamisel.
n Jääkmaht Õhu maht, mis jääb kopsudesse ka pärast maksimaalset väljahingamist.
n "Kahjuliku" või "surnud" ruumi õhk - gaasivahetuses mitteosaleva õhu maht, mis asub hingamisaparaadi ülemises osas - ninaõõnes, neelus, hingetorus (20-30%).
n "Kahjuliku" ruumi tähendus:
n 1) õhk soojeneb (veresoonte rikkalik varustamine), mis hoiab ära kopsude alajahtumise;
n 2) õhk puhastatakse, niisutatakse (alveolaarsed makrofaagid, palju limaskestade näärmeid);
n 3) kui ripsepiteeli ripsmed on ärritunud, tekib aevastamine - kahjulike ainete refleksne eemaldamine;
n 4) haistmisanalüsaatori retseptorid (“lõhnalabürint”);
n 5) sissehingatava õhu mahu reguleerimine.
n Alveolaarse õhu gaasi koostise uuendamise protsess sisse- ja väljahingamisel - kopsude ventilatsioon .
n Ventilatsiooni intensiivsuse määrab sissehingamise sügavus ja hingamisliigutuste sagedus.
n Inspiratsiooni sügavus määratakse rindkere liigutuste amplituudiga, samuti kopsumahtude mõõtmisega.
n Hingamissagedus arvutatakse rindkere ekskursioonide arvu järgi teatud aja jooksul (4-5 korda vähem kui pulss).
n Hobune (minutis) - 8-16; veised - 12-25; MRS - 12-16; siga - 10-18; koer - 14-24; küülik - 15-30; karusnahk - 18-40.
n Minutine hingamismaht on õhuhulga ja hingamisliigutuste sageduse korrutis minutis.
n Näiteks: hobune: 5 l x 8 = 40 l
n Hingamise uurimise meetodid:
n 1. Pneumograafia– hingamisteede liigutuste registreerimine pneumograafi abil.
n 2. Spiromeetria– hingamismahtude mõõtmine spiromeetrite abil.
25. loeng
Hingamise füsioloogia 2.
1. Gaasivahetus alveoolide ja vere vahel. Veregaaside seisund.
2. Gaaside transport ja seda määravad tegurid. kudede hingamine.
3. Gaasivahetusega mitteseotud kopsufunktsioonid.
4. Hingamise reguleerimine, hingamiskeskus ja selle omadused.
5. Hingamise tunnused lindudel.
Gaasivahetus alveoolide ja vere vahel. Veregaaside seisund.
Kopsu alveoolides toimub O2 ja CO2 vahetus kopsuvereringe kapillaarides õhu ja vere vahel.
Väljahingatav õhk sisaldab rohkem O2 ja vähem CO2 kui alveolaarne õhk, sest sellega seguneb kahjuliku ruumi õhk (7:1).
Gaaside difusiooni hulk alveoolide ja vere vahel on määratud puhtfüüsikaliste seadustega, mis toimivad gaas-vedelik süsteemis, eraldatuna poolläbilaskva membraaniga.
Peamine tegur, mis määrab gaaside difusiooni õhualveoolidest verre ja verest alveoolidesse, on osarõhu erinevus või osalise rõhu gradient. Difusioon toimub kõrgema osarõhu piirkonnast madalama rõhuga piirkonda.
Õhu gaasi koostis
Osaline rõhk(lat. osaline – osaline) - on gaasi rõhk gaaside segus, mida see avaldaks samal temperatuuril, hõivates ühe ruumala
P \u003d RA x a / 100,
kus P on gaasi osarõhk, PA on atmosfäärirõhk ja segusse siseneva gaasi maht %, 100 %.
P O2 sissehingamine = 760 x 21 / 100 = 159,5 mm Hg. Art.
P CO2 sissehingamine. \u003d 760 x 0,03 / 100 \u003d 0,23 mm Hg. Art.
P N2 sissehingamine. \u003d 760 x 79 / 100 \u003d 600,7 mm Hg. Art.
Võrdsust P O2 või P CO2 ei esine kunagi vastastikuses keskkonnas. Kopsudes on rindkere hingamisliigutuste tõttu pidev värske õhu juurdevool, kudedes aga säilib gaaside pinge erinevus oksüdatsiooniprotsesside abil.
O2 osarõhu erinevus alveolaarses õhus ja kopsude venoosses veres on: 100 - 40 = 60 mm Hg, mis põhjustab O2 difusiooni verre. Pinge erinevusega O2 1 mm Hg. Art. lehmal läheb 1 min jooksul verre 100-200 ml O2. Looma keskmine O2 vajadus puhkeolekus on 2000 ml 1 minuti kohta. Rõhu erinevus 60 ml elavhõbedas. Art. rohkem kui piisav, et küllastada veri O2-ga nii puhkeolekus kui ka treeningu ajal.
60 mmHg x 100-200 ml = 6000-12000 ml O2 minutis
Testid
706-01. Kolmekambrilise südamega selgroogsed loomad, kelle paljunemine on tihedalt seotud veega, on ühendatud klassi
A) kondine kala
B) Imetajad
B) roomajad
D) Kahepaiksed
Vastus
706-02. Millisesse klassi kuuluvad loomad, kelle südame ehituse skeem on näidatud joonisel?
A) putukad
B) kõhreline kala
B) kahepaiksed
D) Linnud
Vastus
706-03. Kahepaikseid kaladest eristab omadus
A) külmaverelisus
B) südame ehitus
B) areng vees
D) suletud vereringesüsteem
Vastus
706-04. Kahepaiksed erinevad kaladest selle poolest, et neil on
A) aju
B) suletud vereringesüsteem
C) paariskopsud täiskasvanutel
D) meeleelundid
Vastus
706-05. Milline loetletud tunnus eristab enamikku kahepaiksete klassi loomi imetajatest?
B) välimine väetamine
B) suguline paljunemine
D) kasutamine veekeskkonna elamiseks
Vastus
706-06. Arenguprotsessis olevad roomajad omandasid erinevalt kahepaiksetest,
A) suletud vereringesüsteem
B) kõrge viljakus
B) suur embrüonaalsete membraanidega muna
D) kolmekambriline süda
Vastus
706-07. Kui loom on evolutsiooni käigus moodustanud südame, nagu on näidatud joonisel, siis peavad looma hingamisorganid olema 
A) kopsud
B) nahk
B) kopsukotid
D) lõpused
Vastus
706-08. Millise loomarühma puhul ei sõltu sigimine veest?
A) mittekraniaalne (lantsetid)
B) kondine kala
B) kahepaiksed
D) roomajad
Vastus
706-09. Millistel loomadel lõpeb embrüo areng muna sees?
A) kondine kala
B) sabaga kahepaiksed
B) sabata kahepaiksed
D) roomajad
Vastus
706-10. Kolmekambrilise südamega selgroogsed loomad, kelle paljunemine ei ole seotud veega, liidetakse ühte klassi
A) kondine kala
B) Imetajad
B) roomajad
D) Kahepaiksed
Vastus
706-11. Selgroogsed, kellel on muutuv kehatemperatuur, pulmonaalne hingamine, kolmekambriline süda, mille vatsakese vahesein on mittetäielik, klassifitseeritakse
A) kondine kala
B) kahepaiksed
B) roomajad
D) kõhrelised kalad
Vastus
706-12. Roomajad, erinevalt kahepaiksetest, kipuvad
A) välimine väetamine
B) sisemine väetamine
C) areng koos vastse moodustumisega
D) keha jagunemine peaks, tüveks ja sabaks
Vastus
706-13. Milline järgmistest loomadest on külmavereline?
A) sisalik
B) Amuuri tiiger
B) stepirebane
D) harilik hunt
Vastus
706-14. Millisesse klassi kuuluvad loomad, kellel on sarvjas soomustega kuiv nahk ja mittetäieliku vaheseinaga kolmekambriline süda?
A) roomajad
B) Imetajad
B) kahepaiksed
D) Linnud
Vastus
706-15. Linnud erinevad roomajatest oma olemasolu poolest
A) sisemine väetamine
B) kesknärvisüsteem
B) kaks vereringeringi
D) püsiv kehatemperatuur
Vastus
706-15. Milline struktuurne tunnus on tänapäevastel roomajatel ja lindudel sarnane?
A) õhuga täidetud luud
B) kuiv nahk, näärmeteta
B) lülisamba kaudaalne piirkond
D) väikesed hambad lõualuudes
Vastus
706-16. Millise looma puhul toimub gaasivahetus atmosfääriõhu ja vere vahel läbi naha?
A) mõõkvaal
B) tritoon
B) krokodill
D) roosa lõhe
Vastus
706-17. Millisel loomade rühmal on kahekambriline süda?
A) kala
B) kahepaiksed
B) roomajad
D) imetajad
Vastus
706-18. Beebi areng emakas toimub aastal
A) röövlinnud
B) roomajad
B) kahepaiksed
D) imetajad
Vastus
706-19. Millisele akordiklassile on iseloomulik nahahingamine?
A) kahepaiksed
B) Roomajad
B) linnud
D) Imetajad
Vastus
706-20. Kahepaiksete klassi märk on
A) kitiinne kate
B) paljas nahk
B) elussünd
D) paarisjäsemed
Vastus
706-21. Mille poolest erinevad kahepaiksete klassi liikmed teistest selgroogsetest?
A) selgroog ja vabad jäsemed
B) kopsuhingamine ja kloaagi olemasolu
C) paljas limaskest ja väline viljastamine
D) suletud vereringesüsteem ja kahekambriline süda
Vastus
706-22. Milline loetletud tunnus eristab roomajate klassi kuuluvaid loomi imetajate klassi kuuluvatest loomadest?
A) suletud vereringesüsteem
B) kehatemperatuuri kõikumine
C) areng ilma transformatsioonita
D) maa-õhu keskkonna kasutamine elamiseks
Mis on gaasivahetus? Peaaegu ükski elusolend ei saa ilma selleta hakkama. Gaasivahetus kopsudes ja kudedes, samuti veres aitab rakke toitainetega küllastada. Tänu temale saame energiat ja elujõudu.
Mis on gaasivahetus?
Elusorganismid vajavad eksisteerimiseks õhku. See on segu paljudest gaasidest, millest põhiosa moodustavad hapnik ja lämmastik. Mõlemad gaasid on organismide normaalseks toimimiseks olulised komponendid.
Evolutsiooni käigus on erinevatel liikidel nende saamiseks välja kujunenud oma kohandused, mõnel on välja arenenud kopsud, teistel lõpused, kolmandad kasutavad ainult nahka. Neid elundeid kasutatakse gaasivahetuseks.
Mis on gaasivahetus? See on väliskeskkonna ja elusrakkude interaktsiooni protsess, mille käigus toimub hapniku ja süsinikdioksiidi vahetus. Hingamise ajal siseneb hapnik kehasse koos õhuga. Küllastades kõiki rakke ja kudesid, osaleb see oksüdatiivses reaktsioonis, muutudes süsinikdioksiidiks, mis eritub organismist koos teiste ainevahetusproduktidega.
Gaasivahetus kopsudes
Iga päev hingame rohkem kui 12 kilogrammi õhku. Kopsud aitavad meid selles. Need on kõige mahukamad organid, mis suudavad ühe sügava hingetõmbega hoida kuni 3 liitrit õhku. Gaasivahetus kopsudes toimub alveoolide abil - arvukad mullid, mis on läbi põimunud veresoontega.
Õhk siseneb neisse ülemiste hingamisteede kaudu, läbides hingetoru ja bronhid. Alveoolidega ühendatud kapillaarid võtavad õhku ja kannavad seda läbi vereringesüsteemi. Samal ajal annavad nad alveoolidele süsihappegaasi, mis väljub kehast väljahingamisel.
Alveoolide ja veresoonte vahelist vahetusprotsessi nimetatakse kahepoolseks difusiooniks. See toimub vaid mõne sekundiga ja toimub tänu rõhuerinevusele. Hapnikuga küllastunud atmosfääriõhus on see suurem, nii et see tormab kapillaaridesse. Süsinikdioksiidil on väiksem rõhk, mistõttu see surutakse alveoolidesse.
Tiraaž
Ilma vereringesüsteemita oleks gaasivahetus kopsudes ja kudedes võimatu. Meie keha on läbi imbunud paljudest erineva pikkuse ja läbimõõduga veresoonidest. Neid esindavad arterid, veenid, kapillaarid, veenilaiendid jne. Veri ringleb veresoontes pidevalt, hõlbustades gaaside ja ainete vahetust.
Gaasivahetus veres toimub kahe vereringeringi abil. Hingamisel hakkab õhk liikuma suure ringina. Veres kandub see erilise valgu külge, mida nimetatakse hemoglobiiniks ja mida leidub punastes verelibledes.
Alveoolidest siseneb õhk kapillaaridesse ja seejärel arteritesse, suundudes otse südamesse. Meie kehas täidab see võimsa pumba rolli, pumbates hapnikuga küllastunud verd kudedesse ja rakkudesse. Need omakorda annavad süsihappegaasiga täidetud verd, suunates selle veenide ja veenide kaudu tagasi südamesse.
Parema aatriumi läbimisel lõpetab venoosne veri suure ringi. See algab paremast vatsakesest, mille kaudu veri destilleeritakse. See liigub läbi arterite, arterioolide ja kapillaaride, kus see vahetab õhku alveoolidega, et alustada tsüklit uuesti.
Kudede ainevahetus
Niisiis, me teame, mis on kopsude ja vere gaasivahetus. Mõlemad süsteemid kannavad gaase ja vahetavad neid. Kuid võtmeroll kuulub kudedele. Need on peamised protsessid, mis muudavad õhu keemilist koostist.
See küllastab rakud hapnikuga, mis käivitab neis hulga redoksreaktsioone. Bioloogias nimetatakse neid Krebsi tsükliks. Nende rakendamiseks on vaja ensüüme, mis tulevad ka verega.
Sidrun-, äädikhapete ja muude hapete, rasvade, aminohapete ja glükoosi oksüdatsiooniproduktide moodustumise ajal. See on üks olulisemaid etappe, mis kaasneb kudede gaasivahetusega. Selle käigus vabaneb kõigi keha organite ja süsteemide tööks vajalik energia.
Reaktsiooni läbiviimiseks kasutatakse aktiivselt hapnikku. Järk-järgult see oksüdeerub, muutudes süsinikdioksiidiks - CO 2 -ks, mis vabaneb rakkudest ja kudedest verre, seejärel kopsudesse ja atmosfääri.
Gaasivahetus loomadel
Paljude loomade keha ja organsüsteemide struktuur on märkimisväärselt erinev. Imetajad on inimesega kõige sarnasemad. Väikestel loomadel, näiteks planaaridel, ei ole keerulisi ainevahetussüsteeme. Nad kasutavad hingamiseks oma väliskatteid.
Kahepaiksed kasutavad hingamiseks oma nahka, suud ja kopse. Enamikul vees elavatel loomadel toimub gaasivahetus lõpuste abil. Need on õhukesed plaadid, mis on ühendatud kapillaaridega ja transpordivad veest hapnikku neisse.
Lülijalgsetel, nagu sajajalgsed, metstäid, ämblikud, putukad, ei ole kopse. Neil on kogu kehas hingetoru, mis suunavad õhu otse rakkudesse. Selline süsteem võimaldab neil kiiresti liikuda ilma õhupuudust ja väsimust kogemata, sest energiatootmise protsess on kiirem.
Taime gaasivahetus
Erinevalt loomadest hõlmab taimede gaasivahetus kudedes nii hapniku kui ka süsinikdioksiidi tarbimist. Nad tarbivad hingamisprotsessis hapnikku. Taimedel pole selleks spetsiaalseid organeid, mistõttu õhk siseneb neisse kõigi kehaosade kaudu.
Reeglina on lehtedel suurim pindala ja neile langeb põhiline õhuhulk. Hapnik siseneb neisse rakkudevaheliste väikeste avade kaudu, mida nimetatakse stoomideks, töödeldakse ja väljutatakse juba süsihappegaasina, nagu loomadelgi.
Taimede eripäraks on fotosünteesivõime. Seega saavad nad valguse ja ensüümide abil anorgaanilisi komponente orgaanilisteks muuta. Fotosünteesi käigus neeldub süsihappegaas ja tekib hapnik, mistõttu on taimed tõelised õhu rikastamise “vabrikud”.
Iseärasused
Gaasivahetus on iga elusorganismi üks olulisemaid funktsioone. See viiakse läbi hingamise ja vereringe abil, aidates kaasa energia vabanemisele ja ainevahetusele. Gaasivahetuse eripära on see, et see ei kulge alati ühtemoodi.
Esiteks on see võimatu ilma hingamiseta, selle peatamine 4 minutiks võib põhjustada ajurakkude häireid. Selle tagajärjel organism sureb. On palju haigusi, mille puhul gaasivahetus on rikutud. Kuded ei saa piisavalt hapnikku, mis aeglustab nende arengut ja talitlust.
Gaasivahetuse ebakorrapärasust täheldatakse ka tervetel inimestel. See suureneb märkimisväärselt lihaste töö suurenemisega. Vaid kuue minutiga saavutab ta maksimaalse võimsuse ja jääb sellest kinni. Koormuse suurenedes võib aga hakata suurenema hapniku hulk, mis mõjub halvasti ka organismi heaolule.