Ανταλλαγή αερίων σε ιστούς και πνεύμονες πώς συμβαίνει;

Για την παροχή κυττάρων, ιστών και οργάνων με οξυγόνο στο ανθρώπινο σώμα, υπάρχει αναπνευστικό σύστημα. Αποτελείται από τα ακόλουθα όργανα: ρινική κοιλότητα, ρινοφάρυγγα, λάρυγγα, τραχεία, βρόγχους και πνεύμονες. Σε αυτό το άρθρο θα μελετήσουμε τη δομή τους. Και επίσης να εξετάσει την ανταλλαγή αερίων στους ιστούς και στους πνεύμονες. Καθορίστε τα χαρακτηριστικά εξωτερικής αναπνοής που συμβαίνουν μεταξύ του σώματος και της ατμόσφαιρας και εσωτερικά, ρέοντας απευθείας στο κυψελοειδές επίπεδο.

Γιατί αναπνέουμε;

Οι περισσότεροι άνθρωποι θα απαντήσουν χωρίς δισταγμό: για να πάρουν οξυγόνο. Αλλά δεν ξέρουν γιατί το χρειαζόμαστε. Πολλοί απαντούν απλά: χρειάζεται οξυγόνο για να αναπνεύσει. Αποδεικνύεται ένας φαύλος κύκλος. Για να το σπάσει σε εμάς θα βοηθήσει τη βιοχημεία, η οποία μελετά τον κυτταρικό μεταβολισμό.

Τα λαμπρά μυαλά της ανθρωπότητας που μελετούν αυτή την επιστήμη έχουν μέχρι τώρα καταλήξει στο συμπέρασμα ότι το οξυγόνο που εισέρχεται στους ιστούς και τα όργανα οξειδώνει υδατάνθρακες, λίπη και πρωτεΐνες. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται ενεργά φτωχές ενώσεις: διοξείδιο του άνθρακα, νερό, αμμωνία. Αλλά το κύριο είναι ότι ως αποτέλεσμα αυτών των αντιδράσεων, συντίθεται ATP - μια παγκόσμια ενεργειακή ουσία που χρησιμοποιείται από το κύτταρο για τη ζωτική του δραστηριότητα. Μπορεί να ειπωθεί ότι η ανταλλαγή αερίων στους ιστούς και στους πνεύμονες θα παρέχει το σώμα και τις δομές του με οξυγόνο απαραίτητο για οξείδωση.

Μηχανισμός ανταλλαγής αερίων

Υπονοεί την παρουσία τουλάχιστον δύο ουσιών των οποίων η κυκλοφορία στο σώμα παρέχει μεταβολικές διεργασίες. Εκτός από το προαναφερθέν οξυγόνο, ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες, το αίμα και οι ιστοί συμβαίνουν με μία ακόμη ένωση - διοξείδιο του άνθρακα. Δημιουργείται στις αντιδράσεις της αποκάλυψης. Όντας μια τοξική ουσία ανταλλαγής, πρέπει να αφαιρεθεί από το κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Ας εξετάσουμε αυτή τη διαδικασία με περισσότερες λεπτομέρειες.

Το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης στο διάμεσο υγρό. Από αυτό, εισέρχεται στα τριχοειδή αγγεία - φλεβίδια. Περαιτέρω, αυτά τα αγγεία συγχωνεύονται σχηματίζοντας τις κάτω και άνω κοίλες φλέβες. Συλλέγουν αίμα κορεσμένο με CO _2. Και στείλτε το στο δεξιό αίθριο. Με τη μείωση των τοίχων του, ένα τμήμα φλεβικού αίματος εισέρχεται στη δεξιά κοιλία. Από εδώ αρχίζει ο πνευμονικός (μικρός) κύκλος της κυκλοφορίας του αίματος. Ο στόχος του είναι να κορεστεί το αίμα με οξυγόνο. Ο φλεβικός στους πνεύμονες γίνεται αρτηριακός. Ένα CO ₂ , με τη σειρά του, βγαίνει από το αίμα και αφαιρείται έξω από το αναπνευστικό σύστημα. Για να κατανοήσετε πώς συμβαίνει αυτό, πρέπει πρώτα να μελετήσετε τη δομή των πνευμόνων. Η ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες και τους ιστούς πραγματοποιείται σε ειδικές δομές - τις κυψελίδες και τα τριχοειδή τους.

Δομή των πνευμόνων

Αυτά είναι τα ζευγαρωμένα όργανα που βρίσκονται στην θωρακική κοιλότητα. Ο αριστερός πνεύμονας αποτελείται από δύο λοβούς. Το δικαίωμα είναι μεγαλύτερο σε μέγεθος. Έχει τρία μέρη. Μέσα από την πύλη των πνευμόνων περιέχουν δύο βρόγχους, οι οποίες, με διακλάδωση, σχηματίζουν ένα λεγόμενο δέντρο. Στα κλαδιά του, ο αέρας κινείται κατά τη διάρκεια της εισπνοής και της εκπνοής. Σε μικρά, αναπνευστικά βρογχιόλια υπάρχουν φυσαλίδες - κυψελίδες. Συλλέγονται στην ακίνητα. Αυτοί, με τη σειρά τους, σχηματίζουν πνευμονικό παρέγχυμα. Είναι σημαντικό κάθε αναπνευστικό κυστίδιο να είναι πυκνά πλεγμένο από το τριχοειδές δίκτυο μικρών και μεγάλων κύκλων κυκλοφορίας. Φέρνοντας κλαδιά των πνευμονικών αρτηριών, παρέχοντας φλεβικό αίμα από τη δεξιά κοιλία, μεταφέρετε το διοξείδιο του άνθρακα μέσα στον αυλό του κυψελιδίου. Και τα εξερχόμενα πνευμονικά φλεβίδια λαμβάνουν οξυγόνο από τον κυψελιδικό αέρα.

Το αρτηριακό αίμα εισέρχεται στον αριστερό κόλπο μέσω των πνευμονικών φλεβών και από αυτό στην αορτή. Η διακλάδωση του με τη μορφή αρτηριών παρέχεται από τα κύτταρα του σώματος που είναι απαραίτητα για την εσωτερική αναπνοή με οξυγόνο. Είναι στις κυψελίδες ότι το αίμα από το φλεβικό γίνεται αρτηριακό. Έτσι, η ανταλλαγή αερίων στους ιστούς και τους πνεύμονες διεξάγεται άμεσα με κυκλοφορία αίματος μέσω μικρών και μεγάλων κύκλων κυκλοφορίας του αίματος. Αυτό οφείλεται στις συνεχείς συσπάσεις των μυϊκών τοιχωμάτων των καρδιακών θαλάμων.

Εξωτερική αναπνοή

Ονομάζεται επίσης αερισμός των πνευμόνων. Πρόκειται για ανταλλαγή αέρα μεταξύ του περιβάλλοντος και των κυψελίδων. Η φυσιολογικά σωστή εισπνοή μέσω της μύτης παρέχει στο σώμα ένα τμήμα αέρα τέτοιας σύνθεσης: περίπου 21% 02, 0,03% CO2 και 79% άζωτο. Με αεραγωγό, εισέρχεται στις κυψελίδες. Έχουν το δικό τους μέρος του αέρα. Η σύνθεση του είναι ως εξής: 14,2% 02, 5,2% CO ₂ , 80% Ν2. Η εισπνοή, καθώς και η εκπνοή, ρυθμίζονται με δύο τρόπους: νεύρο και χυμική (συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα). Χάρη στη διέγερση του αναπνευστικού κέντρου του μυελού, τα νευρικά ερεθίσματα μεταδίδονται στους αναπνευστικούς μεσοπλεύριους μύες και το διάφραγμα. Ο όγκος του στήθους αυξάνεται. Οι πνεύμονες, που μετακινούνται παθητικά μετά από συσπάσεις της θωρακικής κοιλότητας, επεκτείνονται. Η πίεση του αέρα γίνεται κάτω από την ατμοσφαιρική πίεση. Ως εκ τούτου, ένα μέρος του αέρα από την άνω αναπνευστική οδό εισέρχεται στις κυψελίδες.

Η εκπνοή ακολουθεί την έμπνευση. Συνοδεύεται από χαλάρωση των μεσοπλεύριων μυών και ανύψωση της αψίδας του διαφράγματος. Αυτό οδηγεί σε μείωση της πνευμονικής όγκου. Η πίεση αέρα σε αυτά γίνεται υψηλότερη από την ατμοσφαιρική πίεση. Και ο αέρας με περίσσεια διοξειδίου του άνθρακα αυξάνεται στα βρογχιόλια. Περαιτέρω, στην ανώτερη αναπνευστική οδό, ακολουθεί τη ρινική κοιλότητα. Η σύνθεση του εκπνεόμενου αέρα έχει ως εξής: 16,3% 02, 4% CO ₂ , 79 Ν2. Σε αυτό το στάδιο πραγματοποιείται εξωτερική ανταλλαγή αερίων. Η ανταλλαγή πνευμονικού αερίου, που πραγματοποιείται από τις κυψελίδες, παρέχει κύτταρα με οξυγόνο, απαραίτητα για την εσωτερική αναπνοή.

Κυτταρική αναπνοή

Εισέρχεται στο σύστημα των καταβολικών αντιδράσεων του μεταβολισμού και της ενέργειας. Αυτές οι διαδικασίες μελετούν τόσο τη βιοχημεία, όσο και την ανατομία και τη φυσιολογία του ανθρώπου. Η ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες και στους ιστούς είναι αλληλένδετη και αδύνατη μεταξύ τους. Έτσι, η εξωτερική αναπνοή παρέχει οξυγόνο στο διάμεσο υγρό και απομακρύνει το διοξείδιο του άνθρακα από αυτό. Και το εσωτερικό, που πραγματοποιείται απευθείας στο κύτταρο από τα μιτοχόνδρια του, τα οποία παρέχουν οξειδωτική φωσφορυλίωση και τη σύνθεση των μορίων ΑΤΡ, χρησιμοποιεί οξυγόνο για αυτές τις διεργασίες.

Ο κύκλος του Krebs

Ο κύκλος των τρικαρβοξυλικών οξέων είναι ο κύριος στην αναπνοή του κυττάρου. Συνενώνει και συντονίζει τις αντιδράσεις του σταδίου χωρίς οξυγόνο του ενεργειακού μεταβολισμού και των διεργασιών που αφορούν διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Λειτουργεί επίσης ως προμηθευτής κυτταρικού υλικού κατασκευής (αμινοξέα, απλά σάκχαρα, υψηλότερα καρβοξυλικά οξέα) που σχηματίζονται στις ενδιάμεσες αντιδράσεις του και χρησιμοποιούνται από το κύτταρο για ανάπτυξη και διαίρεση. Όπως βλέπουμε, σε αυτό το άρθρο η ανταλλαγή αερίων στους ιστούς και στους πνεύμονες έχει μελετηθεί και έχει καθοριστεί ο βιολογικός ρόλος της στη ζωτική δραστηριότητα του ανθρώπινου σώματος.