Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Обмен газов между воздухом альвеол и кровью




В альвеолах происходит газообмен между кровью легочных капилляров и воздухом легких в результате диффузии. Воздух - смесь газов (кислорода, водорода, азота, углекислого газа и т.д.). Часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в смеси с другими называется - парциальное давление (напряжение). Диффузия - переход газа из области высокого парциального давления в область низкого парциального давления. Поэтому кислород из воздуха поступает в легкие, альвеолы, кровь и далее в клетки, а углекислый газ в обратном направлении.

Диффузия эффективна при условии большой диффузионной поверхности и при условии маленького диффузионного расстояния. Каждая альвеола окружена плотной сетью капилляров и диффузионное расстояние составляет 1 мкм. Эритроцит проходит по легочным капиллярам не более 0,3 с и этого контакта достаточно, чтобы выровнялись концентрации кислорода и углекислоты в крови и альвеолах.

Транспорт газов кровью

Газы находятся в крови в физически растворенном и химически связанном виде. Углекислый газ растворим легче, чем кислород. В 100 мл крови растворено 0,3 мл кислорода и 2,6 мл углекислого газа. Большая часть 02 транспортируется в виде оксигемоглобина (НвО2). Гемоглобин (Нв) - дыхательный пигмент эритроцитов, присоединяет кислород в капиллярах легких, транспортирует к органам и высвобождает в капиллярах тканей. Нв - белок, содержащий 4 атома 2х-валентного железа, к каждому из которых может присоединяться по молекуле кислорода (оксигенация). Оксигемоглобин придает алый цвет артериальной крови, восстановленный гемоглобин придает темно-вишневый цвет венозной крови. В естественных условиях гемоглобин насыщается кислородом до 96%-98%. В идеальных условиях в 100 мл крови связано с Нв 20 мл кислорода. КЕК (кислородная емкость крови) - количество кислорода, которое может быть химически связано в 100 мл крови.

Углекислый газ транспортируется физически растворенным в крови (10%), связанным с гемоглобином (30%), в виде слабой угольной кислоты (60%).

В процессе клеточного дыхания в митохондриях клеток образуется углекислый газ. Концентрация его намного выше в тканях, чем в капиллярах, и по закону диффузии углекислый газ диффундирует в кровь, образует с водой слабую угольную кислоту: гидратация в 20 тысяч раз эффективнее не в плазме, а в эритроцитах. Эритроциты содержат уникальный фермент карбоангидразу - угольную ангидразу. Молекулы углекислого газа проникают в эритроцит, преобразуются в слабую угольную кислоту и транспортируются внутри эритроцитов или в плазме к легким, где вновь проникают в эритроцит, и карбоангидраза ускоряет противоположную реакцию - распад слабой угольной кислоты. Образующийся углекислый газ удаляется из организма при выдохе.

Тканевое дыхание

Разность между содержанием кислорода в притекающей к тканям артериальной крови и оттекающей от тканей венозной крови называется артериовенозной разницей по кислороду (АВР О2). Эта величина характеризует дыхательную функцию ткани.

Тканевое дыхание - обмен дыхательных газов, происходящий в клетках в процессе биологического окисления питательных веществ. В митохондриях, где локализованы ферменты дыхания и окислительного фосфорилирования, углеводы, жирные кислоты, аминокислоты распадаются до углекислого газа и воды; высвобождающаяся энергия используется для ресинтеза АТФ.

Количество кислорода, потребляемого тканью, зависит от ее функционального состояния. В состоянии покоя кислород интенсивно поглощается миокардом, корой больших полушарий, печенью и почками. При физической нагрузке потребление кислорода миокардом увеличивается в 3-4 раза, скелетными мышцами в 20-50 раз. Мышечная ткань - единственная, в которой имеются запасы кислорода: роль депо кислорода выполняет растворимый белок миоглобин. В начале интенсивной мышечной нагрузки потребность скелетных мышц удовлетворяется за счет депонированного миоглобина.

Регуляция дыхания

Главная цель регуляции дыхания состоит в том, чтобы легочная вентиляция соответствовала метаболическим потребностям организма.

Контроль за дыхательными движениями грудной клетки и диафрагмы осуществляют в основном нейроны продолговатого мозга, образующие дыхательный центр. Различают группы нейронов, возбуждающихся при вдохе и при выдохе: генерация импульсов происходит автоматически и поочередно. Информация с периферических рецепторов постоянно подстраивает активность нейронов к изменяющимся потребностям организма. Динамическая работа стимулирует дыхание благодаря физиологическим механизмам регуляции: при небольшой нагрузке - повышение напряжения углекислого газа, при тяжелой - снижение рН артериальной крови (накопление кислых продуктов обмена). В процессе систематической спортивной тренировки происходит совершенствование движений и координации работы нервных центров, контролирующих локомоции, дыхание и кровообращение. Гемодинамика и дыхание точно соответствуют интенсивности выполняемой физической работы. При усиленной мышечной деятельности повышается кровоток в мышцах и возможна более полная утилизация кислорода. При выполнении статических упражнений необходима задержка дыхания и повышение вентиляции происходит после физической нагрузки.

.

Вопросы для самоконтроля по теме «Физиология дыхания»

1. Дайте определение понятию «дыхание».

2. Назовите этапы дыхания.

3. Механизм вдоха и выдоха.

4. Перечислите основные легочные объемы.

5. От чего зависит ЖЕЛ?

6. Назовите механизм обмена газов.

7. Каким образом транспортируется кислород к органам?

8. Каким образом транспортируется углекислый газ от органов?

9. В каких структурах протекает клеточное дыхание?

10. Что Вы понимаете под клеточным (тканевым) дыханием?

11. Каким образом регулируется дыхание?

12. Как изменяется дыхание при выполнении физической нагрузки?

13. Назовите особенности функции дыхания при выполнении статических упражнений?

14. Что Вы понимаете под термином «гипоксия»?

15. В чем заключается положительное и отрицательное значение гипоксии для миокарда и скелетных мышц?

ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ

Состав и функции крови

Система крови включает в себя периферическую кровь, органы кроветворения и кроверазрушения.

Периферическая кровь — жидкая ткань, красного цвета, солоноватого вкусасостоит из плазмы (54—58%) и взвешенных в ней форменных элементов — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов (42—46%). Отношение объема форменных элементов к общему объему крови, выраженное в процентах, называется гематокритом ( у мужчин 44-48%, у женщин 41-45%). При повышении гематокрита вязкость растет в большей степени, что затрудняет работу сердца и нарушает кровообращение в отдельных органах. Общее количество крови у взрослого человека составляет 5—8% массы тела, в среднем 4-6 л.

Объем циркулирующей крови (ОЦК) является динамической величиной, постоянно изменяющейся в широких пределах. В сосудистом русле циркулирует в состоянии физиологического покоя до 50% крови, остальная находится в депо (сосуды печени, селезенки, кожи и т.д.)

Основные функции крови:

Транспортная

а)транспорт пластических и энергетических веществ (аминокислот, глюкозы, жиров, витаминов, ферментов и минеральных веществ от органов пищеварения к тканям для использования и депо);

б)дыхательная - транспорт кислорода из органов дыхания к тканям и углекислого газа в обратном направлении;

в) выделительная - перенос продуктов обмена к органам выделения;

Регуляторная

а) транспорт гормонов и других биологически активных веществ к органам-мишеням;

б) участие в терморегуляции (перераспределение тепла посредством изменения кровотока в сосудах кожи);

в) регуляция кислотно-щелочного состояния (буферные системы крови).

3. Защитная функция включает в себя:

а) фагоцитоз — уничтожение попадающих в организм микроорганизмов, инородных тел, а также собственных поврежденных клеток;

б) иммунитет — выработка антител в ответ на поступление в организм вирусов, токсинов, микробов, ядов, чужеродных белков, мутагенных клеток и их уничтожение;

в ) гемостаз — свертывание крови.

 

Состав и функции плазмы

Плазма крови человека представляет собой бесцветную жидкость, содержащую 90-92% воды и 8-10% твердых веществ (белки, глюкоза, минеральные соли, жиры, гормоны, витамины, ферменты, продукты обмена веществ) и растворенные газы.

Содержание натрия, калия, кальция, глюкозы изменяется в несущественных пределах (жесткие константы гомеостаза). Содержание глюкозы в артериальной крови составляет 4,5—6,5 ммоль/л и регулируется гормональными механизмами: инсулин снижает уровень глюкозы, адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды – повышают уровень глюкозы. Глюкоза – основной источник энергии для многих клеток организма.

Важной составной частью плазмы являются белки (альбумины, глобулины и фибриноген). В настоящее время выделено более 200 белков плазмы. Их функции разнообразны: альбумины обеспечивают онкотическое давление крови (удерживают воду в сосудистой системе, при дефиците формируются «голодные» отеки тканей); регулируют рН ( кислотно-щелочное состояние); влияют на вязкость крови; обеспечивают гуморальный иммунитет, являясь антителами (гамма-глобулины); принимают участие в свертывании крови (протромбин, фибриноген); служат переносчиками ряда гормонов, липидов (альфа- и бета-глобулины).

Осмотическое давление — сила, которая заставляет переходить растворитель (для крови это вода) через полупроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. Осмотическое давление крови зависит от растворенных в плазме солей (NaСl). Водный раствор 0,9% NaСl называется физиологическим. В гипотоническом растворе (менее 0,9%) вода заполняет клетки, вызывает их набухание (клеточный отек) и разрыв мембран, что приводит к нарушению жизнедеятельности и их гибели; в гипертоническом (более 0,9% NaСl) клетки сморщиваются, при этом страдают их функции.

Буферные системы крови

Постоянство кислотно-щелочного состояния (КЩС) - одно из свойств гомеостаза. Дистиллированная вода считается нейтральным раствором (показатель КЩС - рН соответствует 7,0). Реакция раствора зависит от концентрации ионов водорода и гидроксильных групп. Кислоты имеют рН менее 7,0, а щелочи более 7,0. Концентрация водородных ионов (рН) в условиях покоя артериальной крови 7,45, венозной — 7,35, т.е. реакция слабощелочная. При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться в кислую – ацидоз (до 7,0, у спортсменов до 6,85) и в основную (до 7,8) сторону – алкалоз. Постоянство рН крови поддерживается буферными системами: гемоглобиновой, карбонатной, фосфатной и белковой. Буферный раствор способен сглаживать смещение рН при добавлении и кислот и щелочей. Буферные системы крови поддерживают постоянство КЩС, нейтрализуют попавшие в кровь продукты обмена. Летучие метаболиты удаляются из организма через легкие (при мышечной работе избыток углекислоты возбуждает дыхательный центр и повышает вентиляцию легких). Сильные неорганические и все органические кислоты удаляются через почки (рН мочи в норме 5-7, может изменяться от 4 до 8).

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...