Для обеспечения клеток, тканей и органов киснем в організмі людини існує дихальна система. Вона складається з наступних органів: носової порожнини, носоглотки, гортані, трахеї, бронхів і легенів. У цій статті ми вивчимо їх будову. А також розглянемо газообмін в тканинах і легких. Визначимо особливості зовнішнього дихання, що відбувається між організмом і атмосферою, і внутрішнього, що протікає безпосередньо на клітинному рівні.
Большинство людей, не задумываясь, ответят:щоб отримати кисень. Але вони не знають, навіщо він нам потрібен. Багато відповідають просто: кисень необхідний, щоб дихати. Виходить якесь замкнуте коло. Розірвати його нам допоможе біохімія, що вивчає клітинний обмін речовин.
Світлі уми людства, які вивчають цю науку,вже давно прийшли до висновку, що кисень, що надходить в тканини і органи, окисляє вуглеводи, жири і білки. При цьому утворюються енергетично бідні з'єднання: вуглекислий газ, вода, аміак. Але головним є те, що в результаті цих реакцій синтезується АТФ - універсальний енергетичне речовина, що використовується клітиною для своєї життєдіяльності. Можна сказати, що газообмін у тканинах і легких якраз і буде постачати організму і його структурам необхідний для окислення кисень.
Він має на увазі наявність хоча б двох речовин,чия циркуляція в організмі забезпечує метаболічні процеси. Крім вищеназваного кисню, газообмін у легенях, крові і тканинах відбувається з ще одним з'єднанням - вуглекислим газом. Він утворюється в реакціях дисиміляції. Будучи токсичною речовиною обміну, він повинен бути виведений з цитоплазми клітин. Розглянемо цей процес докладніше.
Діоксид вуглецю шляхом дифузії проникає черезклітинну мембрану в міжтканинна рідина. З неї він надходить в капіляри крові - венули. Далі ці судини зливаються, утворюючи нижню і верхню порожнисті вени. Вони збирають кров, насичену СО2. І направляють її в праве передсердя.При скороченні його стінок порція венозної крові надходить у правий шлуночок. Звідси починається легеневий (малий) коло кровообігу. Його завданням є насичення крові киснем. Венозна в легких стає артеріальною. А СО2, В свою чергу, виходить з крові і віддаляєтьсяназовні через органи дихання. Щоб зрозуміти, як це відбувається, потрібно перш за все вивчити будову легенів. Газообмін у легенях і тканинах здійснюється в особливих структурах - альвеолах і їх капілярах.
Це парні органи, розташовані в груднійпорожнини. Ліва легеня складається з двох частин. Праве більше за розмірами. Воно має три частки. Через ворота легких в них входять два бронха, які, розгалужуючись, утворюють так зване дерево. За його гілках повітря рухається під час вдиху і видиху. На дрібних, респіраторних бронхіолах розташовуються бульбашки - альвеоли. Вони зібрані в ацинуси. Ті, в свою чергу, формують легеневу паренхіму. Важливим є те, що кожен дихальний бульбашка густо обплетений капілярної мережею малого і великого кіл кровообігу. Приносять гілки легеневих артерій, які постачають венозну кров з правого шлуночка, транспортують в просвіт альвеоли вуглекислий газ. А виносять легеневі венули забирають з альвеолярного повітря кисень.
Артеріальна кров надходить по легеневих венах вліве передсердя, а з нього - в аорту. Її розгалуження у вигляді артерій забезпечують клітини організму необхідним для внутрішнього дихання киснем. Саме в альвеолах кров з венозної стає артеріальною. Таким чином, газообмін в тканинах і легких безпосередньо здійснюється циркуляцією крові по малому і великому колах кровообігу. Відбувається це завдяки безперервним скороченням м'язових стінок серцевих камер.
Воно ще називається вентиляцією легенів.Являє собою обмін повітря між зовнішнім середовищем і альвеолами. Фізіологічно правильний вдих через ніс забезпечує організм порцією повітря такого складу: близько 21% Про2, 0,03% СО2 і 79% азоту. По повітроносних шляхах він надходить в альвеоли. Вони мають власну порцію повітря. Її склад наступний: 14,2% Про2, 5,2% СО2, 80% N2. Вдих, як і видих, регулюється двома шляхами:нервовим і гуморальним (концентрацією вуглекислого газу). Завдяки порушення дихального центру довгастого мозку, нервові імпульси передаються до дихальних міжреберних м'язів і діафрагми. Обсяг грудної клітини збільшується. Легкі, пасивно рухаються слідом за скороченнями грудної порожнини, розширюються. Тиск повітря в них стає нижче атмосферного. Тому порція повітря з верхніх дихальних шляхів надходить в альвеоли.
Видих здійснюється слідом за вдихом.Він супроводжується розслабленням міжреберних м'язів і підняттям зводу діафрагми. Це призводить до зменшення обсягу легень. Тиск повітря в них стає вище атмосферного. І повітря з надлишком вуглекислого газу піднімається в бронхіоли. Далі, по верхніх дихальних шляхів, він слід в носову порожнину. Склад повітря, що видихається наступний: 16,3% Про2, 4% СО2, 79 N2. На цьому етапі відбувається зовнішній газообмін. Легеневий газообмін, здійснюваний альвеолами, забезпечує клітини киснем, необхідним для внутрішнього дихання.
Входить в систему катаболічних реакцій обмінуречовин і енергії. Ці процеси вивчає як біохімія, так і анатомія, і фізіологія людини. Газообмін у легенях і тканинах взаємопов'язаний і один без одного неможливе. Так, зовнішнє дихання поставляє в міжтканинна рідина кисень і видаляє з неї вуглекислий газ. А внутрішнє, здійснюване безпосередньо в клітці її органелами - мітохондріями, які забезпечують окисне фосфолірованіе і синтез молекул АТФ, використовує кисень для цих процесів.
Цикл трикарбонових кислот є провідним вдиханні клітини. Він об'єднує і узгоджує реакції безкисневого етапу енергетичного обміну і процесів за участю трансмембранних білків. Він також виконує роль постачальника будівельного клітинного матеріалу (амінокислот, простих цукрів, вищих карбонових кислот), що утворюється в його проміжних реакціях і використовуваного кліткою для зростання і ділення. Як бачимо, в даній статті був вивчений газообмін в тканинах і легких, а також визначена його біологічна роль в життєдіяльності організму людини.
