Kopsu gaasivahetus

Kopsud on meie keha kõige mahukamad sisemised organid. Nad on midagi väga sarnast puu (see osa nimetatakse bronhide puu), riputatakse mullide viljadega (alveoolid). On teada, et kopsud sisaldavad peaaegu 700 miljonit alveoli. Ja see on funktsionaalselt põhjendatud - nad mängivad õhuvahetuses peamist rolli. Alveoolide seinad on nii elastsed, et nad võivad sissehingamisel mitu korda venitada. Kui võrrelda alveoolide ja naha pindala, avaneb hämmastav fakt: vaatamata nähtavale kompaktsusele on alveoolid kümme korda naha pindala.

Kopsu gaasivahetus

Valgus - meie keha suured töötajad. Nad on pidevas liikumises, nüüd suremas, nüüd venitades. See juhtub päeval ja öösel meie soovi vastu. Seda protsessi ei saa siiski nimetada täiesti automaatseks. See on üsna poolautomaatne. Me saame oma hinge teadlikult hoida või sundida. Hingamine on keha üks kõige vajalikumaid funktsioone. Ei ole kohane teile meelde tuletada, et õhk on gaaside segu: hapnik (21%), lämmastik (umbes 78%), süsinikdioksiid (umbes 0,03%). Lisaks sisaldab see inertseid gaase ja veeauru.

Bioloogia õppetundidest mäletavad paljud ilmselt lubjaveega seotud kogemusi. Kui sa väljud õled läbi selge lubjaveega, muutub see häguseks. See on vaieldamatu tõendusmaterjal selle kohta, et pärast süsinikdioksiidi lõppemist sisaldab õhus palju rohkem: umbes 4%. Samal ajal väheneb hapniku kogus ja see on 14%.

Mis kontrollib kopse või hingamisteid

Gaasivahetuse mehhanism kopsudes on väga huvitav protsess. Iseenesest ei ulatu kopsud ja nad ei vähene lihaste tööl. Kopsude hingamises osalevad ristlihased lihased ja diafragma (spetsiaalne limaskesta rindkere ja kõhuõõne ääres). Kui diafragma sõlmib, langeb kopsudes rõhk ja õhk voolab organisse. Väljahingamine toimub passiivselt: elastsed kopsud ise suruvad õhku välja. Kuigi mõnikord võib väljahingamise ajal lihaseid vähendada. See juhtub aktiivse hingamisega.

Kogu protsessi juhib aju. Medullis on eriline hingamisteede reguleerimise keskus. See reageerib süsinikdioksiidi sisaldusele veres. Niipea, kui see muutub väiksemaks, saadab närviteede keskpunkt diafragmale signaali. On olemas selle vähendamise protsess ja see tuleb hinge. Kui hingamiskeskus on kahjustatud, ventileeritakse patsienti kunstlike vahenditega.

Kuidas toimub gaasivahetus kopsudes?

Kopsude peamine ülesanne ei ole ainult õhu destilleerimine, vaid gaasivahetusprotsessi läbiviimine. Kopsudes muutub sissehingatava õhu koostis. Ja siin on peamine roll vereringesüsteemile. Mis on meie keha vereringe süsteem? Seda võib esindada suur jõgi koos väikeste jõgede lisajõgedega, kuhu voolavad ojad. Sellised alveoolid läbistatakse selliste kapillaaride abil.

Alveoolidesse sisenev hapnik tungib kapillaarseintesse. Seda seetõttu, et veri ja õhk, mis on alveoolides, on erinev. Venoosse verega on vähem rõhku kui alveolaarne õhk. Seetõttu tungib alveoolide hapnik kapillaaridesse. Süsinikdioksiidi rõhk on alveoolides vähem kui veres. Sel põhjusel saadetakse venoosse vere süsinikdioksiid alveoolide luumenisse.

Veres on erilisi rakke - hemoglobiini valku sisaldavaid punaseid vereliblesid. Hapnik ühineb hemoglobiiniga ja liigub selles vormis läbi keha. Hapnikuga rikastatud verd nimetatakse arteriks.

Edasine veri viiakse südamesse. Süda, teine ​​meie väsimatutest töötajatest, juhib hapnikuga rikastatud verd kudede rakkudele. Ja edasi mööda „oja voogusid” toimetatakse veri koos hapnikuga kõikidesse keha rakkudesse. Rakkudes eraldab see hapnikku, võtab süsinikdioksiidi - jäätmed. Ja algab vastupidine protsess: kudede kapillaarid - veenid - süda - kopsud. Kopsudes siseneb süsinikdioksiidiga rikastatud veri uuesti alveoolidesse ja surutakse ülejäänud õhuga välja. Süsinikdioksiidi ja hapnikku transporditakse hemoglobiini kaudu.

Niisiis on alveoolides kahekordne gaasivahetus. See kogu protsess viiakse läbi kohe alveoolide suure pindala tõttu.

Hingamisteede funktsioon

Kopsude väärtus määratakse mitte ainult hingamise teel. Selle asutuse lisafunktsioonid on:

• mehaaniline kaitse: steriilne õhk siseneb alveoolidesse;
• immuunsuse kaitse: veres on antikehad erinevate patogeensete tegurite vastu;
• puhastamine: veri eemaldab organismist mürgised gaasilised ained;
• happe-aluse veretasakaalu toetamine;
• vere puhastamine väikestest verehüüvetest.

Kuid kuigi need võivad tunduda olulised, hingab kopsude põhitöö.

Gaasivahetus kudedes ja kopsudes. Hingamisteede struktuur

Üks keha olulisemaid funktsioone on hingamine. Selle ajal toimub kudede ja kopsude gaasivahetus, kus säilib redokside tasakaal. Hingamine on keeruline protsess, mis tagab kudede hapniku, rakkude kasutamise ainevahetuse ajal ja negatiivsete gaaside eemaldamise.

Hingamise etapid

Et mõista, kuidas gaasivahetus kudedes ja kopsudes toimub, on vaja teada hingamise etappe. Neist on kolm:

1. Väline hingamine, milles toimub gaasivahetus keha rakkude ja väliskeskkonna vahel. Väline valik jaguneb gaasivahetuseks välise ja sisemise õhu vahel, samuti gaaside vahetus kopsude vere ja alveolaarse õhu vahel.
2. Gaaside transport. Kehas olev gaas on vabas olekus ja ülejäänud viiakse hemoglobiiniga seotud olekus. Gaasivahetus kudedes ja kopsudes toimub hemoglobiini kaudu, mis sisaldab kuni 20% süsinikdioksiidi.
3. Kudede hingamine (sisemine). Seda tüüpi võib jagada gaaside vahetuseks vere ja kudede vahel ning hapniku omastamist rakkude poolt ja erinevate jäätmete (metaan, süsinikdioksiid jne) vabanemist.

Hingamisteedes osalevad mitte ainult kopsud ja hingamisteed, vaid ka rindkere lihased, samuti aju ja seljaaju.

Gaasivahetusprotsess

Kopsude õhu küllastumise ja väljahingamise ajal toimub keemilise taseme muutus.

Väljahingatavas õhus temperatuuril 0 ° C ja rõhul 765 mm Hg. Art. Sisaldab umbes 16 protsenti hapnikku, neli protsenti süsinikdioksiidi ja ülejäänu lämmastik. 37 ° C juures on alveoolide õhk aurudega küllastunud, selle protsessi jooksul muutub rõhk, langedes kuni viiskümmend millimeetrit elavhõbedat. Gaaside rõhk alveolaarses õhus on veidi rohkem kui seitse sada elavhõbedat. Art. See õhk sisaldab 15 protsenti hapnikku, kuus süsinikdioksiidi, ülejäänu on lämmastik ja muud lisandid.

Gaasivahetuse füsioloogias kopsudes ja kudedes on süsinikdioksiidi ja hapniku vahelise osalise rõhu erinevus väga oluline. Hapniku osaline rõhk on umbes 105 mm Hg. Ja venoosses veres on see kolm korda väiksem. Selle erinevuse tõttu voolab hapnikuvesi alveolaarsest õhust venoosse veri. Seega toimub selle küllastumine ja muutumine arteriaalseks.

CO osaline rõhk₂ venoosse verega, mis on vähem kui viiskümmend millimeetrit elavhõbedat, ja alveolaarses õhus - nelikümmend. Selle väikese erinevuse tõttu kulub süsinikdioksiid veenilt alveolaarsele verele ja eritub organismi väljahingamise ajal.

Gaasivahetus kudedes ja kopsudes toimub laevade kapillaarvõrgu abil. Nende seinte kaudu toimub rakkude hapestumine ja süsinikdioksiid eemaldatakse. Seda protsessi täheldatakse ainult rõhu erinevusega: rakkudes ja kudedes saavutab hapniku null ja süsinikdioksiidi rõhk on umbes 60 mm Hg. Art. See võimaldab teil läbida₂ rakkudest veresoontesse, muutes veri venoosse.

Gaasi transport

Kopsude välise hingamise ajal toimub venoosse vere ümberkujundamine arteriaalseks vereks hapniku ja hemoglobiini kombineerimise teel. Selle reaktsiooni tulemusena moodustub oksühemoglobiin. Keha rakkudele jõudmisel laguneb see element. Koos vere moodustunud bikarbonaatidega siseneb vere süsinikdioksiid. Selle tulemusena moodustuvad soolad, kuid selle protsessi käigus jääb reaktsioon muutumatuks.

Kopsudeni jõudmisel lagunevad bikarbonaadid, andes oksühemoglobiini leeliselise radikaali. Seejärel muundatakse bikarbonaadid süsinikdioksiidiks ja veeauruks. Kõik need lagunemisained kõrvaldatakse kehast väljahingamisel. Gaasivahetuse mehhanism kopsudes ja kudedes saadakse süsinikdioksiidi ja hapniku muundamisega sooladeks. Sellises olukorras transporditakse neid aineid verega.

Kopsude roll

Kopsude põhiülesanne on tagada gaasi vahetus õhu ja vere vahel. See protsess on võimalik organi suure ala tõttu: täiskasvanu puhul on see 90 m 2 ja peaaegu sama ICC alade pindala, kus venoosne veri on hapniku küllastunud ja süsinikdioksiid vabaneb.

Väljahingamise ajal eritub kehast rohkem kui kakssada erinevat ainet. See ei ole ainult süsinikdioksiid, vaid ka atsetoon, metaan, eetrid ja alkoholid, veeaurud jne.

Lisaks konditsioneerimisele on kopsude funktsioon kaitsta keha nakkuse eest. Sissehingamisel paigutatakse kõik patogeenid hingamisteede seintele, sealhulgas alveoolidele. Nad sisaldavad makrofaage, mis haaravad mikroobe ja hävitavad neid.

Makrofaagid toodavad kemotaktilisi aineid, mis meelitavad granulotsüüte: nad lahkuvad kapillaarist ja osalevad otseselt fagotsütoosis. Pärast mikroorganismide imendumist võivad makrofaagid tungida lümfisüsteemi, kus võib esineda põletikku. Patoloogilised ained põhjustavad leukotsüütide antikehade teket.

Metaboolne funktsioon

Kopsude funktsioonide tunnused hõlmavad metaboolset omadust. Metaboolsete protsesside ajal, fosfolipiidide ja valkude moodustumine, nende süntees. Hepariini süntees esineb ka kopsudes. Hingamisteede organ on seotud bioloogiliselt aktiivsete ainete moodustumisega ja hävitamisega.

Üldine hingamismuster

Hingamisteede struktuuri eripära võimaldab õhumassidel hõlpsasti läbi hingamisteede ja kopsudesse sattuda, kus toimub metaboolne protsess.

Õhk siseneb hingamissüsteemi nina kaudu, seejärel läbib orofarünnit hingetoru, kust mass jõuab bronhidesse. Pärast bronhipuude läbimist siseneb õhk kopsudesse, kus toimub vahetamine erinevate õhutüüpide vahel. Selle protsessi käigus imenduvad vererakud hapnikku, muutes venoosse verd arteriaalseks vereks ja toimetades selle südamesse ning sealt kantakse see üle kogu keha.

Hingamisteede anatoomia

Hingamisteede struktuur vabastab hingamisteed ja hingamisteed ise. Viimast esindavad kopsud, kus toimub gaasivahetus õhumasside ja vere vahel.

Õhk läbib hingamisteede hingamisteede osa, mida esindab ninaõõne, kõri, hingetoru ja bronhid.

Pneumaatiline osa

Hingamissüsteem algab ninaõõnega. See on jagatud kaheks osaks kõhre vaheseina abil. Nina eesmised kanalid suhtlevad atmosfääriga ja nasofarünniga.

Ninast õhku siseneb suu ja seejärel neelu kõriosa. Siin on hingamisteede ja seedesüsteemide ületamine. Ninasõitude patoloogiaga saab hingamist läbi suu. Sellisel juhul satub õhk ka neelu ja seejärel kõri. See asub kuuenda emakakaela nurgas, moodustades kõrguse. See hingamissüsteemi osa võib vestluse ajal nihkuda.

Ülemise avause kaudu suhtleb kõri küünega ja organi allpool hingetoru. See on kõri jätkamine ja see koosneb kahekümnest mittetäielikust kõhre rõngast. Viienda rindkere selgroo tasandil on trahhea jagatud bronhide paariks. Nad lähevad kopsudesse. Bronhid jagunevad osadeks, moodustades pööratud puu, mis näis olevat idanevad oksad kopsudes.

Hingamisteede süsteem lõpeb kopsudega. Need asuvad südame mõlemal pool rinnakorras. Kopsud on jagatud aktsiateks, millest igaüks on jagatud segmentideks. Nad on kujundatud nagu ebakorrapärased koonused.

Kopsude segmendid on jagatud mitmeks osaks - bronhid, mille seintel on alveoolid. Seda kogu kompleksi nimetatakse alveolaarseks. Gaasivahetus toimub just selles.

8.3. Kopsu gaasivahetus

8.3. Kopsu gaasivahetus

Sissehingatava, väljahingatava ja alveolaarse õhu koostis. Kopsude ventilatsioon on tingitud sissehingamisest ja väljahingamisest. Seega hoitakse alveoolides suhteliselt konstantset gaasikoostist. Isik hingab õhuõhku hapnikusisaldusega (20,9%) ja süsinikdioksiidi sisaldusega (0,03%) ning hingab õhku, milles hapnik on 16,3%, süsinikdioksiidi - 4%. Hapniku alveolaarses õhus - 14,2%, süsinikdioksiid - 5,2%. Süsinikdioksiidi suurenenud sisaldus alveolaarses õhus on seletatav asjaoluga, et kui hingate välja, hingab hingamisteedes ja hingamisteedes paiknev õhk alveolaarse õhuga.

Laste puhul on pulmonaarse ventilatsiooni madalam efektiivsus väljendunud nii väljahingatava kui ka alveolaarse õhu erinevas gaasikoostises. Mida noorem on laps, seda suurem on hapniku protsent ja mida väiksem on süsinikdioksiidi osakaal väljahingatavas ja alveolaarses õhus, st lapse keha kasutab hapnikku vähem tõhusalt. Seetõttu on lastel sama koguse hapniku tarbimiseks ja sama koguse süsinikdioksiidi vabastamiseks vaja hingamisteede rünnakuid palju sagedamini.

Gaasivahetus kopsudes. Kopsudes läbib veri alveolaarse õhu hapnik ja verest sisenev süsinikdioksiid siseneb kopsudesse.

Gaaside liikumine annab difusiooni. Vastavalt difusiooni seadustele levib gaas suure osalise rõhuga keskkonnast madalama rõhuga keskkonnale. Osaline rõhk on osa kogurõhust, mis tuleneb gaasisegust gaasist. Mida suurem on gaasi osakaal segus, seda suurem on selle osaline rõhk. Vedelikus lahustunud gaaside puhul kasutatakse terminit "stress", mis vastab vabade gaaside jaoks kasutatud terminile "osaline rõhk".

Kopsudes toimub gaasivahetus alveoolides ja veres sisalduva õhu vahel. Alveoli punutud paks kapillaaride võrk. Alveoolide ja kapillaaride seinad on väga õhukesed. Gaasivahetuseks on määravad tingimused pind, mille kaudu toimub gaaside difusioon, ning difraktsioonigaaside osarõhu (pinge) erinevus. Kopsud vastavad ideaalselt nendele nõuetele: sügava hingeõhuga ulatuvad alveoolid ja nende pind on 100-150 ruutmeetrit. m (mitte vähem suur ja kapillaaride pind kopsudes) on piisav erinevus alveolaarse õhu gaaside ja nende gaaside pinge vahel venoosse verega.

Hapniku sidumine verega. Veres ühendab hapnik hemoglobiiniga, moodustades ebastabiilse ühendi - oksühemoglobiini, millest 1 g on võimeline seostuma 1,34 cu. cm hapnikku. Saadud oksühemoglobiini kogus on otseselt proportsionaalne hapniku osalise rõhuga. Alveolaarses õhus on hapniku osaline rõhk 100–110 mm Hg. Art. Nendel tingimustel on 97% vere hemoglobiinist seotud hapnikuga.

Oksühemoglobiini kujul kannab kopsudest pärinev hapnik veresse kudedesse. Siin on hapniku osaline rõhk madal ja oksühemoglobiin dissotsieerub, vabastades hapniku, mis annab kudedele hapniku.

Süsinikdioksiidi olemasolu õhus või kudedes vähendab hemoglobiini võimet siduda hapnikku.

Süsinikdioksiidi sidumine verega. Süsinikdioksiidi transporditakse verega naatriumbikarbonaadi ja kaaliumbikarbonaadi keemilistes ühendites. Osa sellest transporditakse hemoglobiiniga.

Kude kapillaarides, kus süsinikdioksiidi pinge on kõrge, tekib süsinikhappe ja karboksühemoglobiini moodustumine. Kopsudes soodustab punaste verelibledega sisalduv karboanhüdraas dehüdratsiooni, mis viib süsinikdioksiidi nihkumiseni verest.

Gaasivahetus laste kopsudes on tihedalt seotud happe-aluse tasakaalu reguleerimisega. Laste hingamisteede keskus on väga tundlik väikseimate muutuste suhtes verereaktsioonis. Seetõttu kogevad lapsed õhupuudust isegi väikese tasakaalustatuse tõttu hapestumise suunas. Kopsude difusioonivõime suurenemisega suureneb alveoolide kogupinna suurenemine.

Keha vajadus hapniku järele ja süsinikdioksiidi eraldumine sõltub oksüdatiivsete protsesside tasemest kehas. Vanuse järel väheneb see tase, mis tähendab, et gaasi vahetus 1 kg massi kohta väheneb lapse kasvamisel.

Gaasivahetus kopsudes ja kudedes

Inimese hinge. Kopsude struktuur ja funktsioon

Hingamine on keha üks tähtsamaid funktsioone, mille eesmärk on säilitada rakkudes redoksprotsesside optimaalne tase. Hingamine on kompleksne füsioloogiline protsess, mis tagab hapniku kohaletoimetamise kudedesse, selle kasutamist rakkude poolt ainevahetuse protsessis ja moodustunud süsinikdioksiidi eemaldamist.

Kogu hingamisprotsessi võib jagada kolme etappi: välimine hingamine, gaaside transportimine vere ja kudede hingamise teel.

Väline hingamine on gaasi vahetus organismi ja ümbritseva õhu vahel, s.t. atmosfääri. Välist hingamist võib omakorda jagada kaheks etapiks: gaaside vahetus atmosfääri ja alveolaarse õhu vahel; gaasivahetus kopsu kapillaaride vere ja alveolaarse õhu vahel.

Gaaside transport. Hapnik ja süsinikdioksiid vabas lahustunud olekus transporditakse suhteliselt väikestes kogustes, suurem osa neist gaasidest transporditakse seotud olekus. Peamine hapniku kandja on hemoglobiin. Hemoglobiin transpordib ka kuni 20% süsinikdioksiidi. Ülejäänud süsinikdioksiid transporditakse plasma bikarbonaatide kujul.

Sisemine või koe hingamine. See hingamisetapp võib jagada kaheks: gaaside vahetus vere ja kudede vahel ning hapniku tarbimine rakkude poolt ja süsinikdioksiidi eraldumine dissimilatsiooni produktina.

Välist hingamist tagavad rindkere, kopsude, hingamisteede (joonis 1) ja aju ja seljaaju närvikeskused.

Joonis fig. 1. Inimese hingamisteede morfoloogilised struktuurid

Kopsude füsioloogiline roll ja omadused

Kopsude kõige olulisem funktsioon - gaasivahetuse tagamine alveolaarse õhu ja vere vahel - saavutatakse kopsude suure gaasivahetuse pinna (keskmiselt 90 m 2 täiskasvanu) ja kopsu ringluses oleva suure kapillaaride (70-90 m 2) tõttu.

Kopsude eritusfunktsioon - enam kui 200 organismi moodustunud lenduva aine eemaldamine või väljastpoolt kukkumine. Eelkõige eemaldatakse kehas moodustunud süsinikdioksiid, metaan, atsetoon, eksogeensed ained (etüülalkohol, etüüleeter), narkootilised gaasilised ained (halotaan, lämmastikoksiid) kopsudesse erineval määral. Vesi aurustub ka alveoolide pinnalt.

Lisaks õhukonditsioneerile osalevad kopsud keha kaitsmisel nakkuste eest. Alveoolide seintele paigutatud mikroorganismid püütakse ja hävitatakse alveolaarsete makrofaagide poolt. Aktiveeritud makrofaagid toodavad kemotaktilisi tegureid, mis meelitavad neutrofiilseid ja eosinofiilseid granulotsüüte, mis lahkuvad kapillaaridest ja osalevad fagotsütoosis. Imendunud mikroorganismidega makrofaagid on võimelised migreeruma lümfisõlmedesse ja sõlmedesse, kus võib tekkida põletikuline reaktsioon. Keha kaitsmisel nakkuste vastu, mis sisenevad kopsudesse õhu, lüsosüümi, interferooni, immunoglobuliinide (IgA, IgG, IgM), spetsiifiliste leukotsüütide antikehadega, on kopsudes oluline.

Kopsude filtreerimine ja hemostaatiline funktsioon - kui veri läbib väikese ringi kopsudes, säilitatakse ja eemaldatakse verest väikesed verehüübed ja emboolid.

Kopsude fibrinolüütiline süsteem hävitab trombi. Kopsud sünteesivad kuni 90% hepariini, mis vere sattumisel takistab selle koagulatsiooni ja parandab reoloogilisi omadusi.

Verevarustus kopsudes võib ulatuda kuni 15% -ni vereringest. Samal ajal ei lülitu vereringe, mis on sattunud vereringest kopsudesse. Täheldatakse mikrotsirkulatsiooni voodite ja kopsude veenide verevarustuse suurenemist ning „deponeeritud“ veri osaleb jätkuvalt gaasivahetuses alveolaarse õhuga.

Metaboolne funktsioon hõlmab: fosfolipiidide ja pindaktiivsete proteiinide moodustumist, kollageeni ja elastsete kiudude moodustavate valkude sünteesi, bronhide lima moodustavate mukopolüsahhariidide tootmist, hepariini sünteesi, osalemist bioloogiliselt aktiivsete ja muude ainete moodustamisel ja hävitamisel.

Kopsudes muudetakse angiotensiin I väga aktiivseks vasokonstriktsioonifaktoriks, angiotensiin II-ks, bradükiniin inaktiveeritakse 80% -ga, püütakse serotoniin ja deponeeritakse ning 30-40% noradrenaliinist sadestub. Neis inaktiveeritakse ja koguneb histamiin kuni 25% insuliinist, 90-95% rühmade E ja F prostaglandiinidest on inaktiveeritud; Tekivad prostaglandiin (vasodilataator prostanikliin) ja lämmastikoksiid (NO). Depressiooniga bioloogiliselt aktiivsed ained, mis on stressi all, võivad kopsudest verele vabaneda ja aidata kaasa šokkreaktsioonide tekkele.

Tabel Hingamisteede funktsioon

Funktsioon

Iseloomulik

Õhupuhastamine (tsellulaarse epiteeli rakud. Reoloogilised omadused), rakulised (alveolaarsed makrofaagid, neutrofiilid, lümfotsüüdid), humoraalne (immunoglobuliinid, komplement, laktoferiin, antiproteesid, interferoon) immuunsus, lüsosüüm (seroossed rakud, alveolaarsed makrofaagid)

Füsioloogiliselt aktiivsete ainete süntees

Bradükiniin, serotoniin, leukotrieenid, A2 tromboksaan, kiniinid, prostaglandiinid, NO

Erinevate ainete ainevahetus

Väikeses ringis inaktiveeritakse kuni 80% bradükiniini, kuni 98% serotoniini, kuni 60% kalitsreiinist.

Pindaktiivsete ainete (pindaktiivsete ainete) süntees, oma rakustruktuuride süntees

Kollageeni ja elastiini süntees (kopsu raam)

Mri hüpoksia on glükoosi oksüdatsiooni korral kuni 1/3 tarbitud Cb-st

Prostatsükliini, NO, ADP, fibrinolüüsi süntees

Metaboolsete toodete eemaldamine

Vee aurustamine pinnalt, transkapillaarne vahetus (higistamine)

Soojusülekanne ülemiste hingamisteede kaudu

Kuni 500 ml verd

Hüpoksiline vasokonstriktsioon

Kopsude vaskulaarne kitsenemine koos O2 vähenemisega alveoolides

Kopsu gaasivahetus

Kopsude kõige olulisem funktsioon on tagada gaasivahetus kopsu alveoolide õhu ja väikeste kapillaaride vere vahel. Gaasivahetuse mehhanismide mõistmiseks on vaja teada omavahel vahetatava meedia gaasikoostist, alveolokapillaarsete struktuuride omadusi, mille kaudu toimub gaasivahetus, ning võtta arvesse kopsuvere voolu ja ventilatsiooni omadusi.

Alveolaarse ja väljahingatava õhu koostis

Tabelis on esitatud atmosfääri, alveolaarse (pulmonaarsetes alveoolides sisalduva) ja väljahingatava õhu koostis. 1.

Tabel 1. Peamiste gaaside sisaldus atmosfääris, alveolaarses ja väljahingatavas õhus

Alveolaarse õhu gaaside protsendi määramisel arvutatakse nende osaline rõhk. Veeauru rõhu arvutamisel on alveolaarses gaasis eeldatavasti 47 mm Hg. Art. Näiteks kui alveolaarse gaasi hapnikusisaldus on 14,4% ja atmosfäärirõhk 740 mm Hg. Art., Siis hapniku osaline rõhk (p0₂) on: p0₂ = [(740-47) / 100] 14,4 = 99,8 mm Hg. Art. Puhkuse tingimustes kõikub hapniku osaline rõhk alveolaarses gaasis umbes 100 mm Hg. Ja süsinikdioksiidi osaline rõhk umbes 40 mm Hg. Art.

Hoolimata sissehingamise ja väljahingamise vaheldumisest vaikses hingamises, muutub alveolaarse gaasi koostis ainult 0,2-0,4%, säilitatakse alveolaarse õhu koostise suhteline püsivus ja gaasi vahetus selle ja vere vahel toimub pidevalt. Alveolaarse õhu koostise püsivust hoitakse kopsude ventilatsiooniteguri väikese väärtuse (CL) tõttu. See koefitsient näitab, kui suur osa funktsionaalsest jääkmahustist vahetatakse atmosfääriõhku 1 hingamise tsükli jooksul. Tavaliselt on CWL võrdne 0,13-0,17 (st vaikse hingeõhuga vahetatakse umbes 1/7 IU-st). Alveolaarse gaasi koostis hapniku ja süsinikdioksiidi sisaldusele erineb atmosfäärirõhust 5-6%.

Tabel 2. Sissehingatava ja alveolaarse õhu gaasi koostis

Kopsude erinevate piirkondade ventilatsioonitegur võib erineda, seega on alveolaarse gaasi koostisel erinev väärtus mitte ainult kaugel, vaid ka kopsude naaberpiirkondades. See sõltub bronhide läbimõõdust ja läbilaskvusest, pindaktiivse aine ja kopsude vastavuse, kehaasendi ja pulmonaarsete veresoonte täitmise astmest, inhalatsiooni ja väljahingamise kestuse kiirusest ja suhtest jne. Gravitatsioon mõjutab seda indikaatorit eriti tugevalt.

Joonis fig. 2. Hapniku dünaamika kopsudes ja kudedes

Vanuse tõttu ei muutu alveoolide hapniku osalise rõhu väärtus praktiliselt, hoolimata olulistest vanusega seotud muutustest paljudes välise hingamise näitajates (VC, OEL, bronhide avatuse vähenemine, EO, OOL jne suurenemine). PO indikaatori jätkusuutlikkuse säilitamine₂ alveoolides soodustab vanusega seotud hingamissageduse suurenemist.

Gaasi difusioon alveoolide ja vere vahel

Gaaside difusioon alveolaarse õhu ja vere vahel järgib üldist difusiooni seadust, mille kohaselt on liikumapanev jõud alveoolide ja vere vahelise gaasi osalise rõhu (pingete) erinevus (joonis 3).

Kopsudesse voolavad vereplasmas lahustatud olekus olevad gaasid tekitavad vererõhku, mida väljendatakse samades ühikutes (mm Hg), mis on õhu osaline rõhk. Hapniku pinge keskmine väärtus (pO. T₂) väikeste kapillaaride veres on 40 mm Hg. Art. Ja selle osaline rõhk alveolaarses õhus - 100 mm Hg. Art. Hapniku rõhu gradient alveolaarse õhu ja vere vahel on 60 mm Hg. Art. Süsinikdioksiidi pinge venoosses veres - 46 mm Hg. Art., Alveoolides - 40 mm Hg. Art. ja süsinikdioksiidi surve gradient on 6 mm Hg. Art. Need kalded on alveolaarse õhu ja vere vahelise gaasivahetuse liikumapanev jõud. Tuleb meeles pidada, et need gradientväärtused eksisteerivad ainult kapillaaride alguses, kuid kuna veri liigub läbi kapillaari, siis väheneb alveolaarse gaasi osalise rõhu ja vere pinge erinevus.

Joonis fig. 3. Alveolaarse õhu ja vere vahelise gaasivahetuse füüsikalis-keemilised ja morfoloogilised tingimused

Hapniku vahetuskiirust alveolaarse õhu ja vere vahel mõjutavad nii söötme omadused, mille kaudu toimub difusioon, kui ka aeg (umbes 0,2 s), mille vältel hapniku ülekantud osa seondub hemoglobiiniga.

Alveolaarsest õhust erütrotsüütide ja hemoglobiiniga seonduvate sidemete puhul peab hapniku molekul hajuma läbi:

• alveoole vooderdav pindaktiivne kiht;
• alveolaarne epiteel;
• basaalmembraanid ja epiteeli ja endoteeli vaheline interstitsiaalne ruum;
• kapillaar-endoteel;
• endoteeli ja erütrotsüüdi vaheline vereplasma kiht;
• ertrotsüüdi membraan;
• erütrotsüüdi tsütoplasma kiht.

Selle difusiooniruumi kogupikkus on 0,5 kuni 2 mikronit.

Gaaside difusiooni kopsudes mõjutavad tegurid kajastuvad Ficki valemis:

kus V on difundeeruva gaasi maht; k - gaasi läbilaskvustegur sõltuvalt gaasi lahustuvusest kudedes ja selle molekulmassist; S on kopsude hajutatud pindala; R₁ ja P₂, - gaasipinge veres ja alveoolides; d on difusiooniruumi paksus.

Praktikas määrake diagnostilistel eesmärkidel indikaator, mida nimetatakse hapniku kopsude difusioonivõimsuseks (DL_O2). See on võrdne alveolaarsest õhust kogu gaasivahetuspinna kaudu vere kaudu hajutatud hapniku mahuga 1 minuti jooksul hapniku rõhu gradiendiga 1 mm Hg. Art.

kus on vo₂ - hapniku difusioon veres 1 minuti jooksul; R₁ - hapniku osaline rõhk alveoolides; R₂ - hapniku pinge veres.

Mõnikord nimetatakse seda näitajat ülekandeteguriks. Tavaliselt, kui täiskasvanu puhkab, siis DL väärtus_O2 = 20-25 ml / min mm Hg Art. Treeningu ajal DL_O2suureneb ja võib ulatuda 70 ml / min mm Hg. Art.

Eakate puhul on DL väärtus_O2väheneb; 60-aastasena on ta umbes 1/3 vähem kui noored.

DL määramiseks_O2kasutatakse sageli tehniliselt teostatavamat DL-i määratlust_KÕIKI. Tehke üks õhuõhk, mis sisaldab 0,3% süsinikmonooksiidi, hoidke hinge kinni 10-12 sekundit, seejärel hingake välja ja määrama CO sisaldus väljahingatava õhu viimases osas, arvutage CO üleminek verele: DL_O2= DL_KÕIKI • 1.23.

CO bioloogiline läbilaskvustegur₂ 20–25 korda kõrgem kui hapniku puhul. Seetõttu on C0 difusioon₂ keha kudedes ja kopsudes, mis on madalam kui hapnikul, on selle kontsentratsioonide gradient, veeniveres sisalduv süsinikdioksiid kõrgemal (46 mmHg) kui alveoolidel (40 mmHg), kiiresti; osarõhk reeglina õnnestub alveolaarsesse õhku minna isegi vere voolu või ventilatsiooni mõningase puudulikkusega, samal ajal kui hapniku vahetus sellistes tingimustes väheneb.

Joonis fig. 4. Gaasivahetus suure ja väikese vereringe ringi kapillaarides

Verevoolu kiirus kopsu kapillaarides on selline, et üks erütrotsüüt läbib kapillaari 0,75-1 s. See aeg on piisav hapniku osalise rõhu peaaegu täielikuks tasakaalustamiseks alveoolides ja selle pinge kapillaaride veres. Hapniku sidumiseks kulub erütrotsüütide hemoglobiin ainult umbes 0,2 sekundit. Süsinikdioksiidi rõhu tasakaalustamine vere ja alveoolide vahel toimub ka kiiresti. Kopsude hooldamisel terve arteriaalse vereringe väikeste ringide veenides normaalsetes tingimustes on hapniku pinge 85-100 mm Hg. Art. Ja pinge koos₂-35-45 mm Hg. Art.

Kirjeldada koos DL-ga kopsude gaasivahetuse tingimusi ja tõhusust₀ Kasutatakse ka hapniku kasutustegurit._O2), mis peegeldab hapniku kogust (milliliitrites), mis neeldub ühest liitrist õhku, mis siseneb kopsudesse:₀₂ = V_O2ml * min -1 / MOD l * min -1 Normaalne KI = 35-40 ml * l -1.

Gaasivahetus kudedes

Gaasivahetust kudedes kohaldatakse samade seaduste suhtes nagu gaasivahetus kopsudes. Gaaside difusioon toimub pinge gradientide suunas, selle kiirus sõltub nende gradientide suurusest, toimivate vere kapillaaride pindalast, difusiooniruumi paksusest ja gaaside omadustest. Paljud neist teguritest ja järelikult ka gaasivahetuse kiirus võivad varieeruda sõltuvalt lineaarse ja mahulise verevoolu kiirusest, hemoglobiini sisaldusest ja omadustest, temperatuurist, pH-st, rakuliste ensüümide aktiivsusest ja paljudest teistest tingimustest.

Lisaks nendele teguritele soodustab vere ja kudede vaheline gaaside (eriti hapniku) vahetus: oksühemoglobiini molekulide liikuvus (difundeerides need erütrotsüütide membraani pinnale), tsütoplasma ja interstitsiaalse vedeliku konvektsioon, samuti vedeliku filtreerimine ja imendumine mikrovaskulaarsesse vereringesse.

Hapniku vahetus

Gaasivahetus arteriaalse vere ja kudede vahel algab arterioolide tasemest, mille läbimõõt on 30-40 mikronit ja mida viiakse läbi kogu mikrovaskulaarsuseni venooside tasemeni. Siiski on gaasivahetuses peamine roll kapillaaridel. Gaasivahetuse uurimiseks kudedes on kasulik näha vaadet nn „kangasilindrile (koonusele)”, mis hõlmab kapillaari ja kõrvuti asetsevaid hapniku poolt pakutavaid koe struktuure (joonis fig 5). Sellise silindri läbimõõdu võib hinnata vahekauguse järgi. See on umbes 25 mikronit südamelihases, 40 mikronit ajukoores ja 80 mikronit skeletilihas.

Gaasivahetuse liikumapanev jõud kojasilindris on hapniku pinge gradient. On piki- ja põikisuunalised kalded. Pikisuunaline gradient on suunatud mööda kapillaari kulgu. Hapniku pinge kapillaari algosas võib olla umbes 100 mm Hg. Art. Kuna erütrotsüüdid liiguvad kapillaari veenilise osa poole ja hapniku difusiooni koesse, langeb pO_ keskmiselt 35–40 mm Hg. Art., Kuid mõnel juhul võib seda vähendada 10 mm Hg-ni. Art. O2 põikpinge gradient koesilindris võib ulatuda 90 mm Hg-ni. Art. (kapillaarist kõige kaugemal asuvates kudedes, nn surnud nurgas), p0₂ võib olla 0-1 mm Hg. Art.).

Joonis fig. 5. „koesilindri” skemaatiline esitus ja hapniku pinge jaotumine kapillaari arteriaalsetes ja venoossetes otstes puhkeolekus ja intensiivse töö tegemisel

Seega sõltub koekonstruktsioonides hapniku kohaletoimetamine rakkudele sõltuvalt nende eemaldamisest verekapillaaridest. Kapillaari veenilõikega külgnevad rakud on hapniku kohaletoimetamise kõige halvemates tingimustes. Oksüdatiivsete protsesside normaalseks kulgemiseks rakkudes piisab hapniku pingest 0,1 mm Hg. Art.

Gaasivahetuse tingimused kudedes ei mõjuta mitte ainult vahekauguse kaugust, vaid ka külgnevate kapillaaride verevoolu suunda. Kui verevoolu suund kudede antud koe ümbritsevas kapillaarivõrgus on mitmemõõtmeline, suurendab see koe hapnikuga varustamise usaldusväärsust.

Kudede hapniku kogumise efektiivsust iseloomustab hapnikutarbimise koefitsiendi (KUK) väärtus - see on protsentuaalne suhe arteri verest imendunud hapniku mahuühiku kohta ühekordse vere poolt koe-anumatele samaaegselt tarnitud hapniku üldmahuni. KUK-i koe saab määrata arteriaalsete veresoonte hapnikusisalduse ja koest voolava venoosse verega. Inimeste füüsilise puhkuse ajal on CUK keskmine keskmine 25–35%. Isegi niitmisel varieerub KUK suurus erinevates organites. Puhas KUK müokardia on umbes 70%.

Treeningu ajal suureneb hapnikutarbimise aste 50-60% -ni ning mõnes kõige aktiivsemas lihases ja südames võib see ulatuda 90% -ni. Selline KUK kasv lihastes on tingitud peamiselt verevoolu suurenemisest nendes. Samal ajal ilmneb, et puhkeasendis ei toimi kapillaarid, difusioonipinna pindala suureneb ja hapniku difusiooni kaugused vähenevad. Verevoolu suurenemist võib põhjustada nii refleksiliselt kui ka lihaseid laiendavate kohalike tegurite mõjul. Sellised tegurid on töötava lihase temperatuuri tõus, pC0 suurenemine₂ ja vere pH langus, mis mitte ainult ei aita kaasa verevoolu suurenemisele, vaid vähendab hemoglobiini afiinsust hapniku suhtes ja kiirendab hapniku difusiooni verest koesse.

Hüpoksiaks nimetatakse kudede hapnikusisalduse vähenemist või selle kasutamise raskust kudede hingamisel. Hüpoksia võib põhjustada kopsude ventilatsiooni halvenemine või vereringe ebaõnnestumine, gaaside difusiooni vähenemine kudedes ja rakuliste ensüümide aktiivsuse puudumine.

Nende kroomproteiin - müoglobiin, mis toimib hapnikupoodina - takistab skeletilihaste ja südame koe hüpoksia arengut. Müoglobiini proteesirühm on sarnane hemoglobiini hemiga ja molekuli valguosa esindab üks polüpeptiidahel. Üks müoglobiini molekul on võimeline siduma ainult ühte hapniku molekuli ja 1 g müoglobiini - 1,34 ml hapnikku. Eriti on müokardis leitud palju müoglobiini - keskmiselt 4 mg / g koe. Müoglobiini täieliku hapnikuga varustamise korral on tema poolt 1 g koes tekitatud hapnikuvaru 0,05 ml. See hapnik võib olla piisav südame 3-4 kontraktsioonile. Müoglobiini afiinsus hapniku suhtes on kõrgem kui hemoglobiinil. Poolküllastuse rõhk P₅₀ müoglobiini puhul on see vahemikus 3 kuni 4 mm Hg. Art. Seetõttu säilitab veres piisava lihaste perfusiooni korral hapniku ja annab selle ainult siis, kui ilmnevad hüpoksia lähedased tingimused. Inimese müoglobiin seondub kuni 14% kogu hapniku kogusest kehas.

Viimastel aastatel on avastatud teisi valke, mis võivad siduda hapnikku kudedes ja rakkudes. Nende hulka kuuluvad ajukoe, võrkkesta ja neuronites ja teistes rakutüüpides sisalduva tsütoglobiini neuroglobiini valk.

Hüperoksia - suurenenud võrreldes normaalse hapniku pingega veres ja kudedes. See seisund võib tekkida siis, kui inimene hingab puhta hapniku (täiskasvanu jaoks on selline hingamine lubatud kuni 4 tundi) või paigutatakse see kõrgendatud õhurõhuga kambrisse. Kui hüperoksia võib tekkida hapnikumürgistuse sümptomeid. Seetõttu ei tohiks selle hapnikusisaldusega hingamisgaasi segu pikaajaline kasutamine ületada 50%. Eriti ohtlik on suurenenud hapnikusisaldus õhus, mida hingame vastsündinutele. Puhta hapniku pikaajaline sissehingamine seab ohtu võrkkesta, kopsuepiteeli ja mõnede aju struktuuride kahjustumise.

Süsinikdioksiidi gaasivahetus

Tavaliselt on süsinikdioksiidi pinge arteriaalses veres vahemikus 35-45 mm Hg. Art. Süsinikdioksiidi pinge gradient voolava arteriaalse vere ja kudede kapillaari ümbritsevate rakkude vahel võib ulatuda 40 mm Hg-ni. Art. (40 mmHg arteriaalses veres ja kuni 60-80 mm rakkude sügavates kihtides). Selle gradiendi toimel hajub süsinikdioksiid kudedest kapillaarsesse veri, põhjustades pinge suurenemist kuni 46 mm Hg. Art. ja süsinikdioksiidi sisalduse suurenemine 56-58% -ni mahust. Umbes veerand koest vere kaudu eralduvast süsinikdioksiidist seostub hemoglobiiniga, ülejäänud ensüümi karbonanhüdraasi tõttu kombineerub veega ja moodustab süsinikhappe, mis neutraliseeritakse kiiresti Na 'ja K' ioonide lisamisega ning transporditakse kopsudesse kui need bikarbonaadid.

Lahustunud süsinikdioksiidi kogus inimkehas on 100-120 liitrit. See on umbes 70 korda rohkem hapnikku veres ja kudedes. Süsinikdioksiidi pinge muutmisel veres selle ja kudede vahel on selle intensiivne ümberjaotamine. Seetõttu muutub ebapiisava ventilatsiooniga süsinikdioksiidi tase veres aeglasemalt kui hapniku tase. Kuna rasv- ja luukoed sisaldavad eriti suurt hulka lahustunud ja seondunud süsinikdioksiidi, võivad nad toimida puhvrina, süsinikdioksiidi sidumisel hüperkapnia korral ja vabastades hüpokapnias.

Kopsu gaasivahetus

Gaasivahetus kopsudes.

Kopsudes toimub gaasivahetus sissehingatava ja alveolaarse õhu vahel.

Lämmastik osaleb hingamisel, kuid lämmastiku sisaldus suureneb kopsu õhu niisutamisel ja veeauru sisalduse suurenemisel. Gaaside vaheline gaasivahetus toimub gaasi osalise rõhu erinevuse tõttu. Gaasisegu kogurõhk allub Daltoni seadusele -

Gaasisegu kogurõhk on võrdne gaaside moodustavate osaliste rõhkude summaga.

Kui gaasisegu on atmosfäärirõhul, siis on hapniku fraktsioon

Järgmises etapis toimub gaasivahetus alveolaarse õhu ja veregaaside vahel (kopsudeks sobiv venoosne veri) / gaase saab füüsiliselt lahustada või seonduda sellega. Gaaside lahustumine sõltub vedeliku koostisest, vedeliku kohal olevate gaaside mahust ja rõhust, lahustuva gaasi temperatuurist ja iseloomust. Lahustuvuskoefitsient näitab, kui palju gaasi võib lahustuda 1 ml-s. vedelikud T = 0 juures ja gaasirõhk vedeliku kohal on 760 mm. Gaasi osaline pinge vedelikus. Selle tekitab lahustunud vormid, mitte gaasi keemilised ühendid. Lahustatud hapniku hulk venoosses veres = 0,3 ml 100 ml vere kohta. Süsinikdioksiid = 2,5 ml 100 ml vere kohta. Ülejäänud sisu langeb muudele vormidele - hapnikule - oksühemoglobiinile, süsinikdioksiidile - süsinikhappele, selle naatriumvesinikkarbonaadile ja kaaliumisooladele ning karbohemoglobiini kujul. Alveoolide tasemel tekivad tingimused, mille korral hapnikurõhu gaas eraldab süsinikdioksiidi. Hapniku ja süsinikdioksiidi liikumise peamiseks põhjuseks on osalise rõhu erinevus.

Samal ajal läbivad gaasid õhu-vere barjääri, mis eraldab alveolaarse õhu kapillaari verest. See hõlmab pindaktiivse aine, alveolaarse pnvmotsitatsiooni, põhimembraani, kapillaar-endoteeli kilet. Selle tõkke paksus on umbes 1 mikron. Gaasi difusiooni määr järgib seadust

Gaasi difusioonikiirus vedeliku kaudu on otseselt proportsionaalne selle lahustuvusega ja on proportsionaalne selle tihedusega.

Süsinikdioksiidi lahustuvus on palju suurem (20 korda) kui hapnikul. 6-8 mm - süsinikdioksiidi vahetuse rõhuerinevus

Ficki seadus (gaasi difusioon)

A - pindala, l-paksus

Gaasivahetus võtab aega 0,1 sekundit.

Gaasivahetust mõjutavad tegurid

1. Alveolaarne ventilatsioon
2. Kopsude perfusioon verega
3. Kopsude difusioonivõime on hapniku kogus, mis võib tungida kopsudesse 1 minuti jooksul, kusjuures osaline rõhuerinevus on 1 mm. Hapnikule (20-30 ml)

Ideaalne ventilatsioonisuhe on 0,8-1 (5 liitrit õhku ja 5 liitrit verd, see tähendab umbes 1). Kui alveoolid ei ole ventileeritud ja verevarustus on normaalne, siis gaaside osaline rõhk alveolaarses õhus on sama kui venoosse veregaaside pinge (40 hapniku 40-46 puhul süsinikdioksiidi puhul). ei tööta alveoolid, vaid toituvad verest. Suhe kipub lõpmatuseni, alveolaarse õhu osaline rõhk on peaaegu võrdne atmosfääriõhu osalise rõhuga. Kui ventilatsiooni suhe perfusioonini on 0,6, siis näitab see ebapiisavat ventilatsiooni verevoolu ja seega ka arteriaalse veres oleva madala hapnikusisalduse suhtes. Kõrge ventilatsiooni-perfusioonisuhe (näiteks 8) on liigne ventilatsioon verevoolu suhtes ja hapnikusisaldus arteriaalses veres on normaalne. Hüperventilatsioon mõnes piirkonnas ei kompenseeri teiste hüpoventilatsiooni.

Veregaaside sisaldus mahuprotsentides

Kuded neelavad 6% mahust hapnikku - arterio-veenide erinevust (normaalne 6-8)

O2 - 0,3 mahuprotsenti CO2 - 2,5 mahuprotsenti

Ülejäänud on keemiliselt seotud. Hapniku - oksühemoglobiini puhul, mis tekib hapnikuga varustamise ajal (ei muuda raua oksüdatsiooni astet) hemoglobiini molekul.

Kõrge osalise rõhu korral seondub hemoglobiin hapnikuga ja madalal rõhul taastub. Oksühemoglobiini moodustumise sõltuvus osalisest rõhust on kaudse sõltuvuse kõver. Dissotsiatsioonikõver on S-kujuline

Laadimispinge - see vastab 95% oksühemoglobiini sisaldusele (95% saavutatakse 80 mm Hg juures)

Tühjenemispinge - vähendatud 50% -ni. P50 = 26-27 mm Hg

PO2 20 kuni 40 - vastab deoksüdatsioonile, O2 pingele kudedes

1,34 ml hapnikku seondub 1 g hemoglobiiniga.

Peamine tegur, mis aitab kaasa hapniku ja hemoglobiini kombinatsioonile, mõjutab dissotsiatsioonikõvera hapniku pinget mitmed teised abifaktorid -

- vere pH langus - nihutage kõver paremale

- temperatuuri tõus - parem

- 2,3DFG tõstmine Liiga liigutab kõverat paremale

- CO2 suurenemine ka nihkub paremale

Füsioloogiliselt on see väga kasulik. Nende indikaatorite muutus vastupidises suunas nihutab kõverat suurema koguse oksühemoglobiini moodustumise suunas. See teeb kopsudes erinevuse. Dissotsiatsioonikõver sõltub hemoglobiini vormist. Hemoglobiin F omab suurt afiinsust hapniku suhtes. See võimaldab lootel võtta suuri hapniku koguseid.

Mis juhtub vereringe suure ringi kapillaarides.

Rakkudes toimub oksüdatiivne protsess, mis lõpeb hapniku imendumisega ja süsinikdioksiidi ja vee vabanemisega. On kõik tingimused (osaline rõhk), nii et süsinikdioksiid voolab rakkudest plasmasse (see lahustub kuni 2,5%, kuid see on piir, ei saa see edasi lahustuda). Süsinikdioksiid siseneb punastesse verelibledesse. Süsinikdioksiid ja vesi on seotud süsinik-anhüdriidi ja süsinikhappe moodustumisega. Erütrotsüütides moodustub süsinikhape, mis dissotsieerub HCO3 aniooniks ja vesinik-aniooniks. Anioonide kogunemine toimub. Nende kontsentratsioon on suurem kui plasmas. Anioon HCO3 läheb plasmasse kontsentratsiooni erinevuse tõttu. Vereplasmas on rohkem naatriumi, mis on alati koos klooriga. Anioonide vabanemine suurendab negatiivseid laenguid - luuakse elektrokeemiline gradient, mis põhjustab plasmast kloori erütrotsüütidesse sisenemise. Suures kapillaarringis toimub ajutine Na ja Cl lahutamine. Na siseneb uude HCO3 sidemesse, moodustub naatriumvesinikkarbonaat, kuid plasmas moodustub süsinikdioksiidi transport.

Hapnikuga. Selle sisaldus rakkudes on väike - oksühemoglobiin laguneb hapnikuks ja väheneb hemoglobiin, millel on vähem väljendunud happelised omadused.

KHbO2 + H2CO3 = KHCO3 + HHb + O2 / Hemoglobiin täidab puhverdusomadusi, takistab nihkumist happelisele küljele, vabaneb ka hapnik.

Kaaliumvesinikkarbonaat moodustab erütrotsüütides, hapniku transpordivormis.

Süsinikdioksiid võib seonduda otse hemoglobiiniga - valguosaga (NH2), moodustub süsiniku side - R-NH2 + CO2 = R-NHCOOH.

Moodustatakse kõik süsinikdioksiidi transpordivormid - lahustunud vorm (2,5%), süsinikhappe soolad ja süsinikhape ise. Need moodustavad 60–70% CO2 transpordist, 10–15% karbhemoglobiini kujul. Seega muutub veri venooseks ja edasi peab ta minema kopsudesse, kus toimub kopsude gaasivahetusprotsess. Kopsudes on väljakutse saada hapnik ja anda süsinikdioksiid.

Kopsudes läbib alveolaarse õhu hapnik läbi aerometrilise barjääri plasmasse ja alveotsüütidesse. Hapnik seondub hemoglobiiniga, s.t. KHCO3 + HHb + O2 = KHbO2 + H2CO3. Süsinik-happe ja süsinikdioksiidi puhul kasutatakse süsinikdioksiidi ja süsinikdioksiidi, kasutades madalat pinget CO2. Süsinikdioksiid lahkub erütrotsüütist ja läheb alveolaarsesse õhku ja seega väheneb anioon HCO3 kontsentratsioon erütrotsüütides. Anioon HCO3 jätab plasma erütrotsüütist. Erütrotsüütide sees tagastatakse rohkem negatiivseid ioone ja kloori naatriumi.

Karboniinsideme laguneb. Süsinikdioksiid eraldub hemoglobiinist ja süsinikdioksiid läheb plasmasse ja alveolaarsesse õhku. Süsinikdioksiidi transpordi vormide hävitamine. Siis korratakse kõiki protsesse uuesti.

Hingamise reguleerimine

Hingamise reguleerimise all mõistetakse närvisüsteemi ja humoraalsete mehhanismide kombinatsiooni, mis tagavad hingamisteede lihaste rütmilise ja koordineeritud töö, kus toimub piisav hapnikutarbimine ja süsinikdioksiidi eemaldamine. Seda on võimalik saavutada hingamisteede lihaste töö muutmisega. Närvisüsteem on seotud hingamise reguleerimisega. See ilmneb ühest küljest hingamise automaatse reguleerimisega (aju tüve keskuste funktsioon). Samal ajal on olemas meelevaldne hingamise regulatsioon, mis sõltub ajukoorme funktsioonist. Kesknärvisüsteemi piirkondi, mis on seotud hingamisfunktsiooni reguleerimisega, nimetatakse hingamiskeskusteks. Samal ajal täheldatakse hingamise reguleerimisse kaasatud neuronite kogunemist erinevatel tasanditel, ajukoores, hüpotalamuses, ponsides, nõges ja seljaajus. Üksikute sektsioonide tähtsus ei ole sama. Seljaaju motoorsed neuronid on 3-5 emakakaela segmenti, mis innerveerivad diafragma ja ülemise 6 rindkere segmendi, mis innerveerivad ristlõike. Need on töö- või segmendikeskused. Nad edastavad otse hingamisteede lihaste kokkutõmbumise signaali. Seljaaju keskused ei saa iseseisvalt töötada (ilma mõjuta). Pärast suuremate kahjustuste tekkimist peatub hingamine. Hingamise automaatne reguleerimine on seotud elutähtsate keskuste funktsiooniga, mis asub mullaväljas. Medulla oblongatat silmas pidades on kaks keskust - hingamisteede ja vereringe regulatsioon. Medulla oblongata keskus tagab hingamise automaatse reguleerimise ja hingamisteede keskuse oblongata.

Legallua 1812, Flurans 1842, Mislavsky 1885 - põhjaliku uuringu medulla oblongata hingamiskeskustest. Hingamiskeskus sisaldab medali oblongata, mis paikneb joone mõlemal küljel ja mis vastab proksimaalselt hüpogloseali närvi väljapääsule, ja kaudselt jõuab ebbeni ja püramiididesse. hingamiskeskus on hariduspaar. On neuroneid, mis vastutavad sissehingamise ja väljahingamise eest vastutavate neuronite eest - väljahingamise osakond. Nüüd on kindlaks tehtud, et tsentraalse respiratoorsete rütmide teke on seotud 6 neuroni rühma koosmõjuga, mis asuvad kahes tuumas - seljaaju hingamisteedes, see on ühe trakti tuumaga külgnev. 9 ja 10 paari kraniaalnärvi impulsid tulevad ühte trakti. Dorsaalses hingamisteedes on kontsentreeritud peamiselt inspiratsiooni ja seljaaju neuronid. Hingamisteede tuum, kui see on põnevil, saadab freeniliste närvide impulsside voo. Ventral hingamisteede tuum, see sisaldab 4 tuuma. Kõige rohkem on kõhupiirkonda tuum, mis koosneb väljahingamise neuronitest. Sellesse rühma kuuluvad ka kahekordne tuum, mis reguleerib 3e-para-ambiguar tuuma neelu, kõri ja keele lõdvestumist ning see võtab rohkem eesmisi sektsioone ja asub paralleelselt kahekordse tuumaga ning sisaldab inhaleerivaid neuroneid ja hingamisteede neuroni. Betzingeri 4. neuronikompleks, mis osaleb väljahingamises. Nendel tuumadel on 6 neuronite rühma -

1. varajane sissehingamine
2. inspireerivad neuronid
3. hiline inspiratsioon, sealhulgas interneuroon
4. varajane väljahingamine
5. väljutavad võimendavad neuronid
6. hilisemad väljahingatavad neuronid (eel-hingamisteed)

Hingamisteede tsükli 3 faasi - sissehingamise faas, inspiratsioonijärgne faas või esimene väljahingamisfaas, 2. väljahingamisfaas. Esimesel juhul toimub sissehingamine (inspiratsioon) - inspiratsiooni võimendavate neuronite signaal suureneb - neuronid on kontsentreeritud selja hingamisteedes. Kahanevatel teedel edastatakse signaale freenilise närvi keskpunktidele, membraani kahaneb, teostatakse sissehingamine,

Selleks, et õhk pääseb hingamisteedesse, toimub lihaste kokkutõmbumine, tagades neelu ja kõri laienemise. See on tingitud aspiratsioonieelsete neuronite aktiivsusest. Inhaleerimistoimingu ajal jälgitakse kahte parameetrit - kasvavate neuronite signaalide kasvukiirus ja see hetk määravad sissehingamise toimumise kestuse, teine ​​tegur on piirava punkti saavutamine, kus sissehingamise signaal äkki kaob ja see kaob esimesele väljahingamisfaasile, mis viib sissehingamise lihaste lõdvestumiseni ja sellega kaasneb passiivne väljahingamine. Hingamisteede neuronid esinevad vatsakaudsetes hingamisteedes ja need neuronid kontrollivad väliste kaldekeskme lihaste ja inspiratsiooni abirihmade kokkutõmbumist, kuid vaikse hingamisega neid neuroneid ei ole vaja sisse lülitada. Pärast esimest väljahingamisfaasi võib tekkida teine ​​väljahingamisfaas, mis on seotud aktiivse aegumisega, ja see faas on tingitud suurenenud väljahingamise neuronitest, mis asuvad vatsakese hingamisteede tuumaosas, ning nende neuronite signaal edastatakse sisemistesse kaldtähtedesse lihastesse - aktiivsed hingata Nii et medulla oblongata tasandil töötavad 6 hingamisteede neuronite rühma, mis loovad üsna keerulisi närviringi, mis annavad sissehingamise ja väljahingamise, samal ajal kui inhaleerivate neuronite aktiveerimine pärsib väljahingamise neuronite rühma. Need rühmad on antagonistlikud. Nende neuronite ahelates, mis on ergastavad (glutamaat, atsetüülkook, aine P) ja inhibeerivad vahendajad GABA ja glütsiin, on leitud arvukalt vahendajaid. Ventraalse respiratoorse tuuma ees on Betzingeri kompleks. Selles kompleksis on ainult väljahingamise neuronid. Selle kompleksi aktiveerimisel, mis võtab vastu signaale peamiselt ühest traktist, on inhibeeriv toime inspireerivatele neuronitele selja- ja vatsakomplekssetes tuumades ning stimuleeritakse vatsakaudse neuriini väljahingamise tuuma kõva osa. Kompleks Betzinger, mis on mõeldud väljahingamise faasi stimuleerimiseks. Varolievo silla piirkonnas on hingamisteede tsükliga seotud neuronid ja neid leidub kahes silla tuumas - Parabrachy ja Kelliker Fyuze tuum. Nendes tuumades on leitud sissehingamise, väljahingamise ja vaheühendiga seotud neuroneid. Neid neuroneid nimetatakse pnemotoksilisteks keskusteks, kuid tänapäeva kirjanduses on see mõiste kõrvale jäetud ja määratud silla neuronite respiratoorseks rühmaks. Silla neuronid on seotud närvipõletiku neuronite aktiivsuse reguleerimisega, tagades hingamise rütmi. See keskus on vajalik sissehingamise akti muutmiseks, mis ei ole väljahingamise toiming ning selle rühma peamine ülesanne on hingamisteede neuronite aktiivsuse pärssimine selja hingamisteedes. Nad aitavad kaasa hingamisteede muutumisele. Kui varulite hingamisteede hinged eralduvad, täheldati inhalatsioonifaasi pikenemist. siin esineb neuronite eneserakendus ja ennekõike on automaatika seotud sissehingamiskeskustega. Neis tekivad võimalikud võnkumised, mis põhjustavad eneserakendamist. Lisaks automaatsele on ka mulla keskel rütm - nad tagavad inspiratsiooni ja aegumise faaside muutumise. Medulla oblongata keskuste tegevus on keerulise integreeriva töö teostamine, kohandades hingamist meie keha erinevate signaalidega. Sõltumata hingamisteede muutustest - peamine ülesanne on pakkuda hapnikku ja võtta süsinikdioksiidi.. Keskuste tegevus muutub nii refleksi mõjutuste kui ka humoraalsete tegurite mõjul. Hingamisteede reguleerimine põhineb tagasiside põhimõttel. Organisatsiooni hapnikusisalduse reguleerimisel reageerib CA hingamiskeskus O2 ja CO2 suhtes.

teises hingamises ilma lihaste väljahingamiseta. Kolmandas aktiivses väljahingamises on kaasatud väljahingamise lihased.

Fredericki kogemus ristvooluga. Selle katse läbiviimiseks võeti 2 koera, kus vereringe saadi ristisuunas - ühe vastu võeti veri teise kehakaalu alumisest osast (need ühendati risti). Kui pigistate hingetoru esimeses koeras. See põhjustas esimese koera veres hapniku ja süsinikdioksiidi vähenemise. See veri voolas teise koera pea. Teisel koeral oli õhupuudus (düspnoe). Teise koera kõrgendatud hingamine võimaldas verd küllastuda hapniku ja süsinikdioksiidi eemaldamisega. Esimese koera hingamiskeskus vähendas aktiivsust ja apnoed, hoolimata sellest, et koed olid lämmatanud. Vere gaasikoostise muutus viib hingamiskeskuse funktsioonide muutumiseni, kuid kogemus ei anna vastust - millele antakse materiaalset vastust - hapniku või süsinikdioksiidi liigse puudumise kohta. Seda näidati Holdeni uuringutes. Holden viis läbi erinevate hapniku- ja süsinikdioksiidi sisaldavate hingamisteede muutuste uuringu. Need uuringud viidi läbi inimestel ja leiti, et hapniku vähenemine sissehingatavas õhus 21% -lt 12% -le ei põhjusta hingamisel nähtavaid muutusi. Alveolaarse õhu CO2 sisalduse suurendamine 0% võrra suurendas kopsude ventilatsiooni 100% võrra. Suurem tähtsus hingamiskeskuse reguleerimisel on CO2 sisaldus veres. Edasised uuringud on näidanud, et kõik need tegurid põhjustavad hingamise muutust. Nende näitajate taset jälgitakse kehas kemoretseptorite abil. Nad tajuvad hapniku ja süsinikdioksiidi taset. Kemoretseptorid on jagatud kaheks rühmaks - perifeersed ja keskmised. Perifeersed kemoretseptorid asuvad aordikaarel olevate glomerulite vormis ja unearteri südamikus, mis on kogu unearteri jagunemisala sise- ja välispidiseks. Need retseptorid saavad innervatsiooni - unearteri kudede absorbeerivat aordi glomeruli - vagust. need glomerulid asuvad arteritel. Kõige intensiivsem on verevool glomerulaarsetes kudedes. Histoloogiline uurimine on näidanud, et glomerulid koosnevad peamistest rakkudest ja toetavad või toetavad rakke. Samal ajal esineb põhirakkude membraanides hapnikust sõltuvaid kaaliumikanaleid, mis reageerivad hapniku vähenemisele veres, kaaliumi läbilaskvus väheneb proportsionaalselt väheneb. Kaaliumi saagise vähenemine põhjustab membraani depolarisatsiooni. Järgmine etapp avab kaltsiumikanaleid. Kaltsium tungib peamistesse rakkudesse, aidates kaasa vahendaja vabanemisele - dopamiinile, ainetele P. Need vahendajad ergutavad närvilõpmeid. Alates kemoretzptor signaali läheb medulla. Tekib stimuleerimine, neuronite sissehingamise ergutamine, hingamise suurendamine. Need retseptorid on eriti tundlikud, kui hapnikku vähendatakse 60 mm-lt 20 mm-le. Perifeersed kemoretseptorid on hapniku puuduse suhtes väga tundlikud. Kui kemoretseptorid on põnevil, suureneb hingamine ilma sügavust muutmata. Need on tsentraalsed kemoretseptorid, mis paiknevad medulla oblongata ventralisel pinnal ja ventralisel pinnal leiti kolm välja, M, L, S, kesksed kemoretseptorid näitavad selektiivset kemosensitiivsust. Prootonite toimele tserebrospinaalvedelikus. Vesiniku prootonite suurenemine on tingitud süsinikdioksiidi ja vee koosmõjust, mis moodustab süsinikhappe, mis dissotsieerub vesinikprotooniks ja aniooniks. Nii hingamiskeskuse sissehingamise kui ka väljahingamise neuroneid võimendatakse. Tsentraalsed kemoretseptorid on aeglased, kuid pikemaajalised erutus ja on tundlikumad ravimite suhtes. Morfiini kasutamine valuvaigistina põhjustab kõrvaltoimeid - hingamisdepressiooni.

Eneseregulatsiooni jaoks on impulssid väga nähtavad, mis annab märku kopsude mahust, selle muutustest, mis tagab hingamise sageduse ja sügavuse reguleerimise. Hingamiskeskust mõjutavad rindkere lihas- ja kõõlusseadmete retseptorid, lihaste propriotseptorid ja rindkere kõõlused on informeeritud hingamisteede lihaste pikkusest ja pingutusastmest, mis on oluline töö hindamisel hingamise ajal. Hingamiskeskus saab teavet teistest süsteemidest - südame-veresoonkonna, seedetrakti retseptoritest, naha temperatuurist ja valu retseptoritest, skeletilihastest ja kõõlustest, liigestest, s.t. Hingamiskeskus saab väga mitmekesist teavet.

Kõige olulisem on hingamisteede ja kopsude retseptorid. Nad eristavad 3 mehhaniseptori rühma -

1. Kohandades aeglaselt retseptoreid hingamisteede ja kopsude venitamiseks. Nad reageerivad sissehingamisel kopsude mahu suurenemisele ja need retseptorid on seotud vaguse närvide paksete afferentsete kiududega kiirusega 14,59 m / s.
2. Teine rühm - retseptorid, mis on tundlikud ärritavate mõjude suhtes - on imiteerivad. Neid ergutatakse, suurendades või vähendades kopsude mahtu, tolmuosakeste mehaanilisi ärritusi, söövitavaid aure. Need retseptorid on seotud õhemate kiududega kiirusega 4 kuni 26 m / s. Neid retseptoreid saab aktiveerida patoloogiates - pneumothoraxis, bronhiaalastma, vereringes väikese ringiga.
3. Kolmas rühm - juxtacapilar-retseptorid - J. Need retseptorid asuvad kapillaarkiirkonnas. Normaalses seisundis on need retseptorid inaktiivsed, nende erutuvus suureneb kopsuturse ja põletikuliste protsesside korral. Nendest protsessidest on õhuke bezkotnye kiud grupp 0,5-3 m / s. Patoloogilistes seisundites - need retseptorid põhjustavad õhupuudust. Mehhaaniliste retseptorite osalemist hingamise reguleerimisel tõestasid 2 teadlast - Goring ja Breyer. Avastati, et kui sissehingamisel õhku süstitakse kopsudesse (peamise bronhiga ühendatud süstla abil), peatati sissehingamine ja tuli väljahingamine. See on seotud venitusretseptoritega. Kui õhk oli imeda ja suurem langus, siis peatati väljahingamine ja stimuleeriti sissehingamist. Seega võib mõju täheldada sissehingamisel ja väljahingamisel. Mechanoretseptorid on seotud vaguse närviga. Kopsudest sisenevad impulsid üksikule trakti. See põhjustab inspireerivate neuronite inhibeerimist ja väljahingavate neuronite aktiveerimist. St vaguse närv osaleb sissehingamise toimingu rütmilisel muutumisel. Nad toimivad sarnaselt silla neuronite hingamisteede rühmale. Naha närvide lõikamine tõi kaasa inhalatsiooni pikenemise. Inhalatsioonifaas pikendati, mis asendati seejärel väljahingamisega. Seda nimetatakse tupe düspnoeks. Kui pärast vaguse närvide lõikamist pungad lõigati, hingamine peatus inhalatsioonifaasis pikka aega. Hingamisteede muutust mõjutavad muutused vereringes, eriti rõhu muutused. Suureneva rõhu all - hingamine on tühi. Rõhu langus viib suurenenud hingamiseni. Selline refleks esineb aordikaare baroteceptorites, unearterites, mis reageerivad rõhu muutustele.
4. Negatiivne rõhk interpleuraalses ruumis mõjutab verevoolu südamesse. Mida suurem on hingamise sügavus, seda suurem on verevool südamesse, mistõttu see viskab südame-veresoonkonna süsteemi rohkem verd ja rõhk suureneb. Reflex suurendas hingamist. Kui rõhk on kõrge, on hingamine surutud. Naha retseptorid on seotud ka hingamise refleksi reguleerimisega. Soe kokkupuude - suurenenud hingamine, külm - aeglustumine. Valu retseptorid põhjustavad kiiremat hingamist ja isegi peatumist. Hingamiskeskuse funktsiooni mõjutab hüpotalamus. Hüpotalamus põhjustab käitumuslike reaktsioonide muutuse. Hüpotalamuses on ka temperatuuriretseptorid. Kehatemperatuuri suurenemisega kaasneb kuumuse õhupuudus. Hüpotalamus mõjutab ponside keskusi, medulla oblongata. Hingamist reguleerib ajukoor. Aju poolkera tagab hingamise peene kohandumise keha vajadustele ja ajukoorme kahanevaid mõjusid saab realiseerida seljaaju neuronitel püramiidi radadel. Hingamise suvaline reguleerimine avaldub hingamise sageduse ja sügavuse muutmise võimaluses. Isik võib meelevaldselt hingata 30-60 sekundit. Tingimuslikult-refleksne hingamisteede muutus - koore osalemine. Näiteks koos kõne ühendamisega suure CO2 sisaldusega gaasisegu sissehingamisega mõne aja pärast ühe kõne sisselülitamisel - suurenenud hingamine. Hüpnoosi ajal saate sisse hingata. Territooriumi tsoonid, mis osalevad, on ajukoorme somatosensoorsed ja orbitaalsed tsoonid. Hingamisteede pidev reguleerimine ei võimalda hingamisteede pidevat kontrollimist. Hingamisteid stimuleerib füüsilise töö käigus hingamise muutused, mis on seotud lihaste ja kõõluste hingamiskeskuse mõjuga ning töö faktiga. - vastumeelsus. Hingamisteedest arendame kaitsvaid reflekse - köha ja aevastamist - nii köhimise kui aevastamise ajal - sügavat hingeõhku, siis häälkangide spasmi ja samal ajal lihaste kokkutõmbumist, pakkudes sunnitud väljahingamist. Lima, tolm eemaldatakse.