Газообмен и его регуляция в организме человека
молекул между собой незначительно. Когда они сталкиваются со стенками
замкнутого пространства, их движение создает определенную силу; эта сила,
приложенная к единице площади, называется давлением газа и выражается в
миллиметрах ртутного столба, или торрах; давление газа пропорционально
числу молекул и их средней скорости. При комнатной температуре давление
какого-либо вида молекул; например, O2 или N2, не зависит от присутствия
молекул другого газа. Общее измеряемое давление газа равно сумме давлений
отдельных видов молекул (так называемых парциальных давлений) или
РB=РN2+Ро2+Рн2o+РB, где РB - барометрическое давление. Долю (F) данного
газа (x) в сухой газовой смеси мощно вычислить по следующему уравнению:
Fx=Px/PB-PH2O
И наоборот, парциальное давление давнего газа (x) можно вычислить из его
доли: Рx-Fx(РB-Рн2o). Сухой атмосферный воздух содержит 2О,94%
O2*Рo2=20,94/100*760 торр (на уровне моря) =159,1 торр.
Газообмен в легких между альвеолами и кровью происходит путем диффузии.
Диффузия возникает в силу постоянного движения молекул газа к обеспечивает
перенос молекул из области более высокой их концентрации в область, где их
концентрация ниже.
Газовые законы.
На величину диффузии газов между альвеолами и кровью влияют некоторые
чисто физические факторы. 1. Плотность газов. Здесь действует закон Грэма.
Он гласит, что в газовой фазе при прочих равных условиях относительная
скорость диффузии двух газов обратно пропорциональна квадратному корню из
их плотности. 2. Растворимость газов в жидкой среде. Здесь действует закон
Генри: согласно этому закону, масса газа, растворенного в данном объеме
жидкости при постоянной температуре, пропорциональна растворимости газа в
этой жидкости и парциальному давлению газа, находящегося в равновесии с
жидкостью. 3. Температура. С повышением температуры растет средняя скорость
движения молекул (повышается давление) и падает растворимость газа в
жидкости при данной температуре. 4. Градиент давления. К газам в
дыхательной системе приложим закон Фика.
Соотношение между вентиляцией и перфузией.
Эффективность легочного дыхания варьирует в разных частях легкого. Эта
вариабельность в значительной мере объясняется представлением о соотношении
между вентиляцией и перфузией (VA/Q). Указанное соотношение определяется
числом вентилируемых альвеол, которые соприкасаются с хорошо
перфузируемыми капиллярами. При спокойном дыхании у человека верхние отделы
легкого расправляются полнее, чем нижние отделы, но при вертикальном
положении нижние отделы перфузируются кровью лучше, чем верхние. По
мере увеличения дыхательного объема нижние части легкого используются все
больше и все лучше перфузируются. Соотношение V/Q в нижней части легкого
стремится к единице.
Транспорт дыхательных газов.
Около О,3% О2, содержащегося в артериальной крови большого круга при
нормальном Ро2, растворено в плазме. Все остальное количество находится в
непрочном химическом соединении с гемоглобином (НЬ) эритроцитов. Гемоглобин
представляет собой белок с присоединенной к нему железосодержащей группой.
Fе + каждой молекулы гемоглобина соединяется непрочно и обратимо с одной
молекулой О2. Полностью насыщенный кислородом гемоглобин содержит 1,39 мл.
О2 на 1 г Нb (в некоторых источниках указывается 1,34 мл), если Fе +
окислен до Fе +, то такое соединение утрачивает способность переносить О2.
Полностью насыщенный кислородом гемоглобин (НbО2) обладает более
сильными кислотными свойствами, чем восстановленный гемоглобин (Нb). В
результате в растворе, имеющем рН 7,25, освобождение 1мМ О2 из НbО2 делает
возможным усвоение О,7 мМ Н+ без изменения рН; таким образом, выделение О2
оказывает буферное действие.
Соотношение между числом свободных молекул О2 и числом молекул,
связанных с гемоглобином (НbО2), описывается кривой диссоциации О2 (рис.7).
НbО2 может быть представлен в одной из двух форм: или как доля соединенного
с кислородом гемоглобина (% НbО2), или как объем О2 на 100 мл крови во
взятой пробе (объемные проценты). В обоих случаях форма кривой диссоциации
кислорода остается одной и той же.
Насыщение тканей кислородом.
| Транспорт O2 из крови в те участки ткани, где он |
|используется, происходит путем простой диффузии. Поскольку |
|кислород используется главным образом в митохондриях, расстояния, |
|на которые происходит диффузия в тканях, представляются большими |
|по сравнению с обменом в легких. В мышечной ткани присутствие |
|миоглобина, как полагают, облегчает диффузию O2. Для вычисления |
|тканевого Po2 созданы теоретически модели, которые предусматривают|
|факторы, влияющие на поступление и потребление O2, а именно |
|расстояние между капиллярами, кроваток в капиллярах и тканевой |
|метаболизм. Самое низкое Po2 установлено в венозном конце и |
на полпути между капиллярами, если принять, что кроваток в
капиллярах одинаковый и что они параллельны.
Гигиена дыхания.
Физиологии наиболее важные газы - O2, CO2, N2. Они присутствуют
в атмосферном воздухе в пропорциях указанных в табл. 1. Кроме
того, атмосфера содержит водяные пары в сильно варьирующих
количествах.
С точки зрения медицины при недостаточном снабжении тканей
кислородом возникает гипоксия. Краткое изложение разных причин гипоксии
может служить и сокращенным обзором всех дыхательных процессов. Ниже в
каждом пункте указаны нарушения одного или более процессов. Систематизация
их позволяет рассматривать все эти явления одновременно.
I. недостаточный транспорт О2 кровью (аноксемическая гипоксия)
(содержание О2 в артериальной крови большого круга понижено).
А. Сниженное РO2:
1) недостаток О2 во вдыхаемом воздухе;
2) снижение легочной вентиляции;
3) снижение газообмена между альвеолами и кровью;
4) смешивание крови большого и малого круга,
Б. Нормальное РO2:
1) снижение содержания гемоглобина (анемия);
2) нарушение способности гемоглобина присоединять O2
II. Недостаточный транспорт крови (гипокинетическая гипок- сия).
А. Недостаточное кровоснабжение:
1) во всей сердечно-сосудистой системе (сердечная недостаточность)
2) местное (закупорка отдельных артерий)
Б. Нарушение оттока крови;
1) закупорка определенных вен;
В. Недостаточное снабжение кровью при возросшей потребности.
III. Неспособность ткани использовать поступающий О2
(гистотоксическая гипоксия).
В завершении можно сделать вывод, что болезни дыхательной системы
весьма распространены на всех континентах среди различных слоев населения
независимо от пола и возраста. Основной причиной большинства острых и
хронических заболеваний дыхательных путей и легких являются воспалительные
процессы инфекционной природы. Возбудителями их являются вирусы, бактерии,
паразитические грибки. Некоторые инфекционные заболевания также
сопровождаются поражением дыхательных путей.
Острые заболевания дыхательной системы в большинстве своем
заканчиваются выздоровлением, но в ряде случаев могут принять хроническое
течение.
Решительный отказ от вредных привычек (курение, злоупотребление
алкогольными напитками) чрезвычайно важно для сохранения здоровой
дыхательной системы. Полумеры в этом плане малооправданы. Существенное
значение в предупреждении заболевания органов дыхательной системы имеет
гигиена помещения. В плохо проветриваемом помещении в воздухе уменьшается
концентрация кислорода и увеличивается содержание углекислоты, а длительное
пребывание в сыром прохладном помещении способствует заболеванию верхних
дыхательных путей.
Систематическое закаливание организма и тренировка - наиболее
действенные мероприятия против неблагоприятных метеорологических факторов,
против вредного влияния сырого и холодного помещения.
В предупреждении и снижении заболеваний дыхательной системы
большое значение имеют проводимые органами здравоохранения широкие
профилактические осмотры населения.
Литература:
Н.П. Наумов, Н.Н. Карташов “Зоология позвоночных”
К. Шмидт-Ниельсен “Физиология животных” (перевод с английского М. Д.
Гроздовой)
“Основы Физиологии” под редакцией П. Стерки перевод с английского
Н. Ю. Алексеенко.
|[pic] |[pic] |
| |(Схематическое изображение грудной|
| |клетки, какие движения совершаются|
| |при дыхании.) |
(Изменение положение передней стенки тела при дыхании)
Рис. 5.1
|[pic] |
Рис. 6 Распределение объема и емкости легких у взрослых.
[pic]
Табл. 1
|Компонент |Содержание, % |
|Кислород |20,95 |
|Двуокись углерода |0,03 |
|Азот |78,09 |
|Аргон |0,93 |
Страницы: 1, 2
