Дыхательная система человека

	Загрузить архив:
	Файл: biologia.zip (575kb [zip], Скачиваний: 95) скачать

         Дыхательнаясистема          человека.

Реферат  побиологии

ученика9 класса

НШ“Ланакия”

Петрова  АлексеяАнатольевича

                              1995 г.

План.

Функциидыхательной  системы.                   -3

Анатомия.                                                          -4

Воздухоносные пути.                                                            -4

Легкое.                                                                            -6

Плевра.                                                                           -7

Кровеносныесосуды  легких.                                   -8

Дыхательныемышцы.                                                 -9

Легочнаявентиляция.                                             -9

Дыхательныедвижения.                                             -9

Измененияобъема  легкого.                                   -11

Легочное дыхание.                                                  -13

Транспортдыхательных  газов.                          -15

Гигиена дыхания.                                                    -16

         

                  

                   Функ­цииды­ха­тель­нойсис­те­мы.

          Ки­сло­родна­хо­дит­ся  вок­ру­жаю­щемнас  воз­ду­хе.

Онмо­жет про­ник­нутьсквозь  ко­жу,нолишь  вне­боль­ших

ко­ли­че­ст­вах,со­вер­шен­но  не­дос­та­точ­ныхдляпод­дер­жа­нияжиз­ни.  Существуетлегендаоб  итальянскихдетях, которых для участия в религиознойпроцессиипокрасили золотойкраской; историядальше  повествует, чтовсеони  умерли отудушья,потому  что “кожа немогладышать”. На  основаниинаучныхданных  смертьотудушья  здесьсовершенноисключена,  таккак   поглощение  кислородачерезкожу  едваизмеримо,а  выделениедвуокисиуглерода  составляетменее1% от  еевыделениечерез  легкие. По­сту­п­ле­ниевор­га­низм  ки­сло­ро­даиуда­ле­ние  уг­ле­ки­сло­гога­заобес­пе­чи­ва­етды­ха­тель­наясис­те­ма.  Транс­портга­зовидру­гихне­об­хо­ди­мыхор­га­низ­му    ве­ществ  осу­ще­ст­в­ля­ет­сяспо­мо­щью  кро­ве­нос­нойсис­те­мы.Функ­ция  ды­ха­тель­ной сис­те­мысво­дит­сялишь  кто­му,что­бы  снаб­жатькровьдос­та­точ­нымко­ли­че­ст­вомки­сло­ро­да иуда­лять  изнееуг­ле­кис­лый  газ.

          Хи­ми­че­ское вос­ста­нов­ле­ние мо­ле­ку­ляр­но­го ки­сло­ро­да с об­ра­зо­ва­ни­ем во­ды слу­жит для мле­ко­пи­таю­щих ос­нов­ным ис­точ­ни­комэнер­гии. Без нее жизнь не мо­жет про­дол­жать­ся доль­ше

не­сколь­ких се­кунд.

          Вос­ста­нов­ле­нию ки­сло­ро­да со­пут­ст­ву­ет об­ра­зо­ва­ние CO2. Ки­сло­род входящий в CO2 не про­ис­хо­дит не­по­сред­ст­вен­но из мо­ле­ку­ляр­но­го ки­сло­ро­да. Ис­поль­зо­ва­ние O2и об­ра­зо­ва­ние CO2свя­за­ны  ме­ж­ду со­бой про­ме­жу­точ­ны­ми ме­та­бо­ли­че­ски­ми ре­ак­ция­ми; тео­ре­ти­че­ски ка­ж­дая из них длят­ся некоторое вре­мя.

   Об­мен  O2и CO2ме­ж­ду ор­га­низ­мом и сре­дой на­зы­ва­ет­ся ды­ха­ни­ем. У выс­ших жи­вот­ных про­цесс ды­ха­ния осу­ще­ст­в­ля­ет­ся

бла­го­да­ря ря­ду по­сле­до­ва­тель­ных про­цес­сов.  1. Об­мен га­зов

ме­ж­ду сре­дой и лег­ки­ми, что обыч­но обо­зна­ча­ют как "ле­гоч­ную

вен­ти­ля­цию". 2. Об­мен га­зов ме­ж­ду аль­ве­о­ла­ми лег­ких и кро­вью(ле­гоч­ное ды­ха­ние). 3. Об­мен га­зов ме­ж­ду кро­вью и тка­ня­ми.На­ко­нец, га­зы пе­ре­хо­дят внут­ри тка­ни к мес­там по­треб­ле­ния (для O2) и от мест об­ра­зо­ва­ния (для CO2) (кле­точ­ное ды­ха­ние).Вы­па­де­ние лю­бо­го из этих че­ты­рех про­цес­сов при­во­дят к на­ру­ше­ни­ям ды­ха­ния и соз­да­ет опас­ность для жиз­ни человека.

                                    Ана­то­мия.

          Ды­ха­тель­наясис­те­ма   че­ло­ве­касо­сто­итизтка­нейиор­га­нов,обес­пе­чи­ваю­щихле­гоч­ную вен­ти­ля­циюиле­гоч­ноеды­ха­ние.  К воз­ду­хо­нос­ным пу­тям от­но­сят­ся: нос, по­лость но­са, но­со­глот­ка, гор­тань, тра­хея, брон­хи и брон­хио­лы. Лег­кие со­сто­ят из брон­хи­ол и аль­ве­о­ляр­ных ме­шоч­ков, а так­же из ар­те­рий, ка­пил­ля­ров и вен ле­гоч­но­го кру­га кро­во­об­ра­ще­ния. К эле­мен­там ко­ст­но-мы­шеч­ной сис­те­мы, свя­зан­ным с ды­ха­ни­ем, от­но­сят­ся реб­ра, меж­ре­бер­ные мыш­цы, диа­фраг­ма и вспо­мо­га­тель­ные ды­ха­тель­ные мыш­цы.

                     Воз­ду­хо­нос­ные пу­ти.

          Нос и по­лость но­са слу­жат про­во­дя­щи­ми ка­на­ла­ми для воз­ду­ха, в ко­то­рых он на­гре­ва­ет­ся, ув­лаж­ня­ет­ся и фильт­ру­ет­ся.В по­лос­ти но­са за­клю­че­ны так­же обо­ня­тель­ныере­цеп­то­ры.

Рис. 1.

На­руж­наячасть  но­саоб­ра­зо­ва­натре­уголь­ным  ко­ст­но-хря­ще­вым ос­то­вом, ко­то­рый по­крыт ко­жей; два оваль­ныхот­вер­стия на ниж­ней по­верх­но­сти-ноз­д­ри-от­кры­ва­ют­ся ка­ж­дое в кли­но­вид­ную по­лость но­са. Эти по­лос­ти раз­де­ле­ны пе­ре­го­род­кой. Три лег­ких губ­ча­тых за­вит­ка (ра­ко­ви­ны) вы­да­ют­ся из бо­ко­вых сте­нок ноз­д­рей, час­тич­но раз­де­ляя по­лос­ти на че­ты­рене­замк­ну­тых про­хо­да (но­со­вые хо­ды). По­лость но­са вы­стла­набо­га­то вас­ку­ля­ри­зо­ван­ной сли­зи­стой обо­лоч­кой. Мно­го­чис­лен­ные же­ст­кие во­лос­ки,а так­же снаб­жен­ныерес­нич­ка­ми эпи­те­ли­аль­ные и бо­ка­ло­вид­ные клет­ки слу­жат дляочи­ст­ки вды­хае­мо­го воз­ду­ха от твер­дых час­тиц. В верх­ней час­ти по­лос­тиле­жат  обо­ня­тель­ныеклет­ки.

          Гор­таньле­жит  ме­ж­дутра­хе­ейикор­немязы­ка.  По­лостьгор­та­нираз­де­ле­на  дву­мясклад­ка­мисли­зи­стой  обо­лоч­ки,непол­но­стью  схо­дя­щи­ми­сяпосред­ней  ли­нии.Про­стран­ст­воме­ж­ду  эти­ми склад­ка­ми - го­ло­со­вая  щельза­щи­ще­нопла­стин­кой  во­лок­ни­сто­гохря­ща-над­гор­тан­ни­ком(рис. 2 ).  По кра­ям го­ло­со­вой ще­ли в сли­зи­стой обо­лоч­ке ле­жат фиб­роз­ные эла­стич­ные связ­ки, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся ниж­ни­ми, или ис­тин­ны­ми, го­ло­со­вы­ми склад­ка­ми (связ­ка­ми). Над ни­ми на­хо­дят­ся лож­ные го­ло­со­вые склад­ки,ко­то­рые за­щи­ща­ют ис­тин­ныего­ло­со­вые склад­ки и со­хра­ня­ют их влаж­ны­ми; они по­мо­га­ют так­же за­дер­жи­вать ды­ха­ние, а при гло­та­нии пре­пят­ст­ву­ют по­па­да­нию пи­щив гор­тань. (рис. 1 ) Специа­ли­зи­ро­ван­ные мыш­цы на­тя­ги­ва­ют и рас­слаб­ля­ют ис­тин­ные и лож­ные

Рис.2

го­ло­со­вые склад­ки. Эти мыш­цы иг­ра­ют важ­ную роль при фо­на­ции, а так­же пре­пят­ст­ву­ют по­па­да­нию ка­ких-ли­бо час­тиц в ды­ха­тель­ные пу­ти.

                Тра­хея на­чи­на­ет­ся у ниж­не­го кон­ца гор­та­ни (рис. 3)и спус­ка­ет­ся в груд­ную по­лость, где де­лит­ся на пра­вый и ле­вый

брон­хи; стен­ка ее об­ра­зо­ва­на со­еди­ни­тель­ной тка­нью и хря­щом. У боль­шин­ст­ва мле­ко­пи­таю­щих хря­щи об­ра­зу­ют не­пол­ные коль­ца. Час­ти, при­мы­каю­щиек пи­ще­во­ду,за­ме­ще­ны  фиб­роз­ной связ­кой. Пра­вый бронх обыч­но ко­ро­че и ши­ре ле­во­го. Вой­дя в лег­кие, глав­ные брон­хи по­сте­пен­но де­лят­ся на все бо­лее мел­кие труб­ки (брон­хио­лы), са­мые мел­кие из ко­то­рых-ко­неч­ные брон­хио­лыяв­ля­ют­ся  по­след­нимэле­мен­томвоз­ду­хо­нос­ных

пу­тей. От гор­та­ни до ко­неч­ных брон­хи­ол труб­ки вы­стла­ны мер­ца­тель­ным эпи­те­ли­ем.

Рис. 3

                           Лег­кие.

                В це­лом лег­кие име­ют вид губ­ча­тых, по­рис­тых ко­ну­со­вид­ных об­ра­зо­ва­ний, ле­жа­щих о обе­их по­ло­ви­нах груд­ной по­лос­ти.

Наи­мень­ший струк­тур­ный эле­мент лег­ко­го - доль­ка (рис.4 .)

со­сто­ит из ко­неч­ной брон­хио­лы, ве­ду­щей в ле­гоч­ную брон­хио­лу

и аль­ве­о­ляр­ный ме­шок. Стен­ки ле­гоч­ной брон­хио­лы и аль­ве­о­ляр­но­го меш­ка об­ра­зу­ют уг­луб­ле­ния-аль­ве­о­лы.  Такаяструктуралегких  увеличиваетихдыхательную  поверхность, котораяв50-100  разпревышаетповерхность  тела.    Относительнаявеличина  поверхности,черезкоторую  влегкихпроисходит  газообмен,большеу  животныхсвысокой  активностьюиподвижностью.Стен­ки аль­ве­ол со­сто­ят из од­но­го слоя эпи­те­ли­аль­ных кле­ток и ок­ру­же­ны ле­гоч­ны­мика­пил­ля­ра­ми.Внут­рен­няя  по­верх­ность аль­ве­о­лы по­кры­та по­верх­но­ст­но-ак­тив­нымве­ще­ст­вом  сур­фак­тан­том. Как

Рис.4

по­ла­га­ют, сур­фак­тант яв­ля­ет­ся про­дук­том сек­ре­ции гра­ну­ляр­ных кле­ток.От­дель­ная аль­ве­о­ла, тес­но со­при­ка­саю­щая­ся ссо­сед­ни­миструк­ту­ра­ми,име­ет фор­му не­пра­виль­но­го мно­го­гран­ни­ка и при­бли­зи­тель­ные раз­ме­ры до 250 мкм. При­ня­то счи­тать, что об­щая по­верх­ность аль­ве­ол,че­рез ко­то­рую осу­ще­ст­в­ля­ет­ся га­зо­об­мен, экс­по­нен­ци­аль­ноза­ви­сит от ве­са те­ла. С воз­рас­том от­ме­ча­ет­ся умень­ше­ние пло­ща­ди по­верх­но­сти аль­ве­ол.

                                        Плев­ра.

Ка­ж­дое лег­кое ок­ру­же­но меш­ком-плев­рой (рис.5). На­руж­ный(па­рие­таль­ный) лис­ток плев­ры при­мы­ка­ет

к внут­рен­ней по­верх­но­сти груд­ной стен­ки и диа­фраг­ме, внут­рен­ний (вис­це­раль­ный) по­кры­ва­ет лег­кое. Щель ме­ж­ду ли­ст­ка­ми на­зы­ва­ет­ся плев­раль­ной по­ло­стью. При дви­же­нии груд­ной клет­ки внут­рен­ний лис­ток обыч­но лег­ко сколь­зит по на­руж­но­му. Дав­ле­ние в плев­раль­ной по­лос­ти все­гда мень­ше ат­мо­сфер­но­го (от­ри­ца­тель­ное). В ус­ло­ви­ях по­коя внут­ри­плев­раль­ное дав­ле­ние у че­ло­ве­ка в сред­нем на 4,5 торр ни­же ат­мо­сфер­но­го (-4,5 торр). Меж­плев­раль­ное про­стран­ст­во ме­ж­ду лег­ки­ми на­зы­ва­ет­ся сре­до­сте­ни­ем; в нем на­хо­дят­ся тра­хея,зоб­ная же­ле­за (ти­мус) и серд­це с боль­ши­ми со­су­да­ми, лим­фа­ти­че­ские уз­лы и пи­ще­вод.

                             Кро­ве­нос­ные со­су­ды лег­ких.

          Ле­гоч­ная ар­те­рия не­сет кровь от пра­во­го же­лу­доч­ка серд­ца, она де­лит­ся на пра­вую и ле­вую вет­ви, ко­то­рые на­прав­ля­ют­ся к лег­ким. Эти ар­те­рии вет­вят­ся, сле­дуя за брон­ха­ми, снаб­жа­ют круп­ные струк­ту­ры лег­ко­го и об­ра­зу­ют ка­пил­ля­ры, оп­ле­таю­щие стен­ки аль­ве­ол (рис. 4).

          Воз­дух в аль­ве­о­ле от­де­лен от кро­ви в ка­пил­ля­ре 1) стен­койаль­ве­о­лы, 2) стен­кой ка­пил­ля­ра и в не­ко­то­рых слу­ча­ях 3) про­ме­жу­точ­ным сло­ем ме­ж­ду ни­ми. Из ка­пил­ля­ров кровь по­сту­па­ет в мел­кие ве­ны, ко­то­рые в кон­це кон­цов со­еди­ня­ют­ся и об­ра­зу­ют ле­гоч­ные ве­ны, дос­тав­ляю­щие кровь в ле­вое пред­сер­дие.

          Брон­хи­аль­ные ар­те­рии боль­шо­го кру­га то­же при­но­сят кровь к лег­ким, а имен­но снаб­жа­ют брон­хи и брон­хио­лы, лим­фа­ти­че­скиеуз­лы, стен­ки кро­ве­нос­ных со­су­дов и плев­ру. Боль­шая частьэтой кро­ви от­те­ка­ет в брон­хи­аль­ные ве­ны, а от­ту­да-в не­пар­ную (спра­ва) и в по­лу­не­пар­ную (сле­ва). Очень не­боль­шое ко­ли­че­ст­воар­те­ри­аль­ной брон­хи­аль­ной кро­ви по­сту­па­ет в ле­гоч­ные ве­ны.

                    Ды­ха­тель­ные мыш­цы.

          Ды­ха­тель­ные мыш­цы-это те мыш­цы, со­кра­ще­ния ко­то­рых

из­ме­ня­ют объ­ем груд­ной клет­ки. Мыш­цы, на­прав­ляю­щие­ся от

го­ло­вы, шеи, рук и не­ко­то­рых верх­них груд­ных и ниж­них шей­ных по­звон­ков, а так­же на­руж­ные меж­ре­бер­ные мыш­цы, со­еди­няю­щие реб­ро с реб­ром, при­под­ни­ма­ют реб­ра и уве­ли­чи­ва­ютобъ­емгруд­ной  клет­ки.Диа­фраг­ма-мы­шеч­но-су­хо­жиль­наяпла­сти­на, при­кре­п­лен­ная к по­звон­кам, реб­рам и гру­ди­не,от­де­ля­ет груд­ную по­лость от брюш­ной. Это глав­ная мыш­ца, уча­ст­вую­щая в нор­маль­ном вдо­хе. При уси­лен­ном вдо­хе со­кра­ща­ют­ся до­пол­ни­тель­ные груп­пы мышц. При уси­лен­ном вы­до­хе дей­ст­ву­ютмыш­цы,  при­кре­п­лен­ныеме­ж­ду реб­ра­ми (внут­рен­ние меж­ре­бер­ные мыш­цы),к реб­рам и ниж­ним груд­ным и верх­ним по­яс­нич­ным по­звон­кам, а так­же мыш­цы брюш­ной по­лос­ти; они опус­ка­ют реб­ра и при­жи­ма­ют брюш­ные ор­га­ны к рас­сла­бив­шей­ся диа­фраг­ме, умень­шая та­ким об­ра­зом ем­кость груд­ной клет­ки.

                  Ле­гоч­ная вен­ти­ля­ция.

          По­ка внут­ри­плев­раль­ное дав­ле­ние ос­та­ет­ся ни­же ат­мо­сфер­но­го, раз­ме­ры лег­ких точ­но сле­ду­ют за раз­ме­ра­ми груд­ной по­лос­ти. Дви­же­ния лег­ких со­вер­ша­ют­ся в ре­зуль­та­те со­кра­ще­нияды­ха­тель­ных мышц в со­че­та­нии с дви­же­ни­ем час­тей груд­нойстен­ки и диа­фраг­мы.

                 Ды­ха­тель­ные дви­же­ния.

          Рас­слаб­ле­ние всех свя­зан­ных с ды­ха­ни­ем мышц при­да­ет

груд­ной клет­ке по­ло­же­ние пас­сив­но­го вы­до­ха. Со­от­вет­ст­вую­щая

мы­шеч­ная ак­тив­ность мо­жет пе­ре­вес­ти это по­ло­же­ние во вдох

или же уси­лить вы­дох.

          Вдох соз­да­ет­ся рас­ши­ре­ни­ем груд­ной по­лос­ти и все­гда яв­ля­ет­ся ак­тив­ным про­цес­сом. Бла­го­да­ря сво­ему со­чле­не­нию с

по­звон­ка­ми реб­ра дви­жут­ся вверх и на­ру­жу, уве­ли­чи­вая рас­стоя­ние от по­зво­ноч­ни­ка до гру­ди­ны, а так­же бо­ко­вые раз­ме­ры  груд­ной по­лос­ти (ре­бер­ный или груд­ной тип ды­ха­ния). (Рис.5.1) Со­кра­ще­ние диа­фраг­мы ме­ня­ет ее фор­му из ку­по­ло­об­раз­ной в бо­лее

(Схематическое  изображениегруднойклетки, какиедвижения  совершаютсяпридыхании.)

(Изменение  положениепереднейстенки тела   придыхании)

Рис. 5.1

пло­скую, что уве­ли­чи­ва­ет раз­ме­ры груд­ной по­лос­ти в про­доль­ном на­прав­ле­нии (диа­фраг­маль­ный или брюш­ной тип ды­ха­ния). Обыч­но глав­ную роль во вдо­хе иг­ра­ет диа­фраг­маль­ное ды­ха­ние. По­сколь­ку лю­ди-су­ще­ст­ва дву­но­гие, при ка­ж­дом дви­же­ниире­бер и гру­ди­ны ме­ня­ет­ся центр тя­же­сти те­ла и воз­ни­ка­ет не­об­хо­ди­мость при­спо­со­бить к это­му раз­ные мыш­цы.

          При спо­кой­ном ды­ха­нии у че­ло­ве­ка обыч­но дос­та­точ­но эла­сти­че­ских свойств и ве­са пе­ре­мес­тив­ших­ся тка­ней, что­бы

вер­нуть их в по­ло­же­ние, пред­ше­ст­вую­щее вдо­ху. Та­ким об­ра­зом, вы­дох в по­кое про­ис­хо­дитпас­сив­новслед­ст­вие  по­сте­пен­но­го сни­же­ния ак­тив­но­сти мышц, соз­даю­щихус­ло­вие  длявдо­ха. Ак­тив­ный вы­дох мо­жет воз­ник­нуть вслед­ст­вие со­кра­ще­ния внут­рен­нихмеж­ре­бер­ных мышц в до­пол­не­ние к дру­гим мы­шеч­ным груп­пам, ко­то­рые опус­ка­ют реб­ра, умень­ша­ют по­пе­реч­ные раз­ме­ры груд­ной по­лос­ти и рас­стоя­ние ме­ж­ду гру­ди­ной и по­зво­ноч­ни­ком. Ак­тив­ный вы­дох мо­жет так­же про­изой­ти вслед­ст­вие со­кра­ще­ния брюш­ных мышц, ко­то­рое при­жи­ма­ет внут­рен­но­сти к рас­слаб­лен­ной диа­фраг­меи  умень­ша­етпро­доль­ныйраз­мер груд­ной по­лос­ти.

          Рас­ши­ре­ние лег­ко­го сни­жа­ет (на вре­мя) об­щее внут­ри­ле­гоч­ное (аль­ве­о­ляр­ное) дав­ле­ние. Оно рав­но ат­мо­сфер­но­му, ко­гдавоз­дух не дви­жет­ся, а го­ло­со­вая щель от­кры­та. Оно ни­же ат­мо­сфер­но­го, по­ка лег­кие не на­пол­нят­ся при вдо­хе, и вы­ше ат­мо­сфер­но­го при вы­до­хе. Внут­ри­плев­раль­ное дав­ле­ние то­же ме­ня­ет­ся на про­тя­же­нии ды­ха­тель­но­го дви­же­ния; но оно все­гда ни­же ат­мо­сфер­но­го (т. е. все­гда от­ри­ца­тель­ное).

                 Из­ме­не­ния объ­е­ма лег­ких.

          У человека легкиезанимают  около6%объема  тела   независимоот  еговеса.Объ­ем лег­ко­го ме­ня­ет­ся при вдо­хе не всю­ду оди­на­ко­во. Дляэто­го име­ют­ся три глав­ные при­чи­ны, во-пер­вых, груд­ная по­лостьуве­ли­чи­ва­ет­ся не­рав­но­мер­но во всех на­прав­ле­ни­ях, во-вто­рых, не асе час­ти лег­ко­го оди­на­ко­во рас­тя­жи­мы. В-треть­их, пред­по­ла­га­ет­ся су­ще­ст­во­ва­ние гра­ви­та­ци­он­но­го эф­фек­та, ко­то­рый спо­соб­ст­ву­ет сме­ще­нию лег­ко­го кни­зу.

     Объ­ем воз­ду­ха, вды­хае­мый при обыч­ном (не­уси­лен­ном) вдо­хе и вы­ды­хае­мой при обыч­ном (не­уси­лен­ном) вы­до­хе, на­зы­ва­ет­сяды­ха­тель­ным воз­ду­хом. Объ­ем мак­си­маль­но­го вы­до­ха по­сле  пред­ше­ст­во­вав­ше­го мак­си­маль­но­го вдо­ха на­зы­ва­ет­ся жиз­нен­ной ем­ко­стью. Она не рав­на все­му объ­е­му воз­ду­ха в лег­ком (об­ще­му объ­е­му лег­ко­го), по­сколь­ку лег­кие пол­но­стью не спа­да­ют­ся. Объ­ем воз­ду­ха, ко­то­рый ос­та­ет­ся в на­спав­ших­ся лег­ких, на­зы­ва­ет­ся ос­та­точ­ным воз­ду­хом. Име­ет­ся до­пол­ни­тель­ный объ­ем,ко­то­рый мож­но вдох­нуть при мак­си­маль­ном уси­лии по­сле нор­маль­но­го вдо­ха. А тот воз­дух, ко­то­рый вы­ды­ха­ет­ся мак­си­-

Рис.6Рас­пре­де­ле­ниеобъ­е­ма  ием­ко­стилег­ких  увзрос­лых.

маль­ным уси­ли­ем по­сле нор­маль­но­го вы­до­ха, это ре­зерв­ный объ­емвы­до­ха. Функ­цио­наль­ная ос­та­точ­ная ем­кость со­сто­ит из ре­зерв­но­го объ­е­ма вы­до­ха и ос­та­точ­но­го объ­е­ма. Это тот на­хо­дя­щий­ся в лег­ких воз­дух, в ко­то­ром раз­бав­ля­ет­ся нор­маль­ный ды­ха­тель­ный воз­дух (рис.6). Вслед­ст­вие это­го со­став га­за в лег­ких по­сле од­но­го ды­ха­тель­но­го дви­же­ния обыч­но рез­ко не ме­ня­ет­ся.

          Ми­нут­ный объ­ем V-это воз­дух, вды­хае­мый за од­ну ми­ну­ту. Его мож­но вы­чис­лить, ум­но­жив сред­нийды­ха­тель­ный

объ­ем (Vt) на чис­ло ды­ха­ний в ми­ну­ту (f), или V=fVt. Часть

Vt, на­при­мер, воз­дух в тра­хее и брон­хах до ко­неч­ных брон­хи­ол

и в не­ко­то­рыхаль­ве­о­лах, не уча­ст­ву­ет в га­зо­об­ме­не, так

какнепри­хо­дитвсо­при­кос­но­ве­ниесак­тив­нымле­гоч­ным

кроватоком-  этотакна­зы­вае­мое  “мерт­вое” про­стран­ст­во (Vd).ЧастьVt, ко­то­раяуча­ст­ву­ет  вга­зо­об­ме­нес ле­гоч­ной  кро­вью,на­зы­ва­ет­сяаль­ве­о­ляр­нымобъ­е­мом (VA).

С фи­зио­ло­ги­че­скойточ­кизре­ния  аль­ве­о­ляр­ная   вен­ти­ля­ция(VA) - наи­бо­лее су­ще­ст­вен­наячасть  на­руж­но­го ды­ха­ния   VA=f(Vt-Vd),так   каконаяв­ля­ет­ся  темобъ­е­момвды­хае­мо­го  зами­ну­тувоз­ду­ха,  ко­то­рыйоб­ме­ни­ва­ет­сяга­за­ми  скро­вьюле­гоч­ных  ка­пил­ля­ров.

                             Ле­гоч­ноеды­ха­ние.

          Газ яв­ля­ет­ся та­ким со­стоя­ни­ем ве­ще­ст­ва, при ко­то­ром оно

рав­но­мер­но рас­пре­де­ля­ет­ся по ог­ра­ни­чен­но­му объ­е­му. В га­зо­вой фа­зе взаи­мо­дей­ст­вие 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 вы-

чис­лить 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 га-

зов. 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.

                             Ко­эф­фи­ци­ен­ты диф­фу­зии.

          Ис­хо­дя из рас­тво­ри­мо­сти и ве­ли­чи­ны мо­ле­кул, ко­эф­фи­ци­ент диф­фу­зии для СО2 при­бли­зи­тель­но в 2,7 раза боль­ше; чем для О2. По­сколь­ку эта ве­ли­чи­на по­сто­ян­ная и тем­пе­ра­ту­ра в лег­ких обыч­но то­ще ос­та­ет­ся по­сто­ян­ной, то толь­ко пар­ци­аль­ные дав­ле­ния этих га­зов оп­ре­де­ля­ют на­прав­ле­ние га­зо­об­ме­на ме­ж­ду лег­ки­ми и аль­ве­о­ла­ми. При рас­смот­ре­нии фи­зио­ло­ги­че­ских ас­пек­тов га­зо­об­ме­на в лег­ких сле­ду­ет учи­ты­вать 1) ле­гоч­ное кро­во­об­ра­ще­ние в аль­ве­о­лах,2)дос­туп­ную  для диф­фу­зии по­верх­ность, 3) ха­рак­те­ри­сти­ки аль­ве­о­ляр­ной и ка­пил­ляр­ной тка­ней и 4) рас­стоя­ние, на ко­то­рое про­ис­хо­дит диф­фу­зия.

   Оп­ре­де­лить диф­фу­зи­он­ную спо­соб­ность лег­ких, обо­зна­чае­мую как ко­эф­фи­ци­ент пе­ре­но­са (ТLx, или DLxне­ко­то­рых  ис­сле­до­ва­те­лей), мож­но, из­ме­рив ко­ли­че­ст­во га­за (x), пе­ре­но­си­мое ка­ж­дую ми­ну­ту на ка­ж­дый торр раз­ни­цы пар­ци­аль­но­го дав­ле­нияваль­ве­о­лах(РAx)ика­пил­ля­рах  (Pсар),или:Тx=Vx/PAx-Pсар; ТLx варь­и­ру­ет в за­ви­си­мо­сти от изу­чае­мо­го га­за и его мес­та в лег­ком. ТLx ки­сло­ро­да во всем лег­ком че­ло­ве­ка в со­стоя­нии по­коя ко­леб­лет­ся от 19 до 31 мл/мин на 1 торр. При лег­кой фи­зи­че­ской ра­бо­те оно воз­рас­та­ет до 43 мл/мин.

       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 со­от­но­ше­ниеоп­ре­де­ля­ет­сячис­лом  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 пер­фу­зи­ру­ют­сякро­вьюлуч­ше,  чемверх­ние.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 чис­ломмо­ле­кул, 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.

                  

                             На­сы­ще­ниетка­ней  ки­сло­ро­дом.

        Транс­портO2 изкро­вив  теуча­ст­китка­ни,  гдеонис­поль­зу­ет­ся,про­ис­хо­дит  пу­темпро­стойдиф­фу­зии.  По­сколь­куки­сло­родис­поль­зу­ет­сяглав­ным  об­ра­зомвми­то­хон­д­ри­ях,рас­стоя­ния,  нако­то­рыепро­ис­хо­дит  диф­фу­зия в тка­нях,пред­став­ля­ют­сяболь­ши­ми  посрав­не­ниюсоб­ме­номвлег­ких.Вмы­шеч­нойтка­ни  при­сут­ст­виеми­ог­ло­би­на,какпо­ла­га­ют,об­лег­ча­ет  диф­фу­зиюO2.Длявы­чис­ле­ниятка­не­во­го  Po2соз­да­ны  тео­ре­ти­че­скимо­де­ли,ко­то­рые  пре­ду­смат­ри­ва­ютфак­то­ры,влияю­щие на по­сту­п­ле­ниеипо­треб­ле­ниеO2,аимен­но  рас­стоя­ниеме­ж­ду ка­пил­ля­ра­ми,кро­ва­ток  вка­пил­ля­рахитка­не­войме­та­бо­лизм.Са­мое  низ­кое

Po2ус­та­нов­ле­новве­ноз­ном  кон­цеинапол­пу­тиме­ж­ду  ка­пил­ля­ра­ми,ес­липри­нять, что кро­ва­токвка­пил­ля­раходи­на­ко­вый  ичтоонипа­рал­лель­ны.

                                      Гигиена дыхания.                     

          Физиологии   наиболее  важные газы - O2, CO2, N2.Они  присутствуютватмосферном  воздухевпропорциях  указанныхвтабл. 1.  Крометого,атмосфера  содержитводяные   пары  всильноварьирующих  количествах.

Табл. 1

Компонент	Содержание,%
Кислород Двуокисьуглерода Азот Аргон	20,95 0,03 78,09 0,93

          С  точкизрения медицины         при недостаточномснаб­же­нии  тка­ней ки­сло­ро­домвоз­ни­ка­етги­пок­сия.  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 ис­поль­зо­ватьпо­сту­паю­щий О2                     (гис­то­ток­си­че­скаяги­пок­сия).

Биб­лио­гра­фия.

Н.П. Наумов,Н.Н. Карташов “Зоология позвоночных”

К. Шмидт-Ни­ель­сен “Фи­зио­ло­гияжи­вот­ных” (пе­ре­вод      с английскогоМ. Д.Гроз­до­вой)

“Ос­но­выФи­зио­ло­гии”подре­дак­ци­ей П. Стер­ки       пе­ре­вод с анг­лий­ско­го  Н. Ю. Алек­се­ен­ко.