Kako je izmenjava plinov v tkivih in pljučih?

Za zagotavljanje celic, tkiv in organov s kisikom v človeškem telesu obstaja dihalni sistem. Sestavljen je iz naslednjih organov: nosne votline, nazofarinksa, grla, sapnika, bronhijev in pljuč. V tem članku bomo preučili njihovo strukturo. Razmislite tudi o izmenjavi plinov v tkivih in pljučih. Določite funkcije zunanjega dihanja, ki se pojavljajo med telesom in atmosfero, in notranje, ki teče neposredno na celični nivo.

Zakaj dihamo?

Večina ljudi bo odgovorila brez oklevanja: da dobi kisik. Ampak ne vedo, zakaj jo potrebujemo. Mnogi preprosto odgovorijo: kisik je potreben za dihanje. Izkazalo se je začaran krog. Biokemija, ki preučuje celični presnovo, nam bo pomagala, da jo zlomimo.

Svetle misli človeštva, ki preučujejo ta znanost, že dolgo ugotavljajo, da kisik, ki vstopa v tkiva in organe, oksidira ogljikove hidrate, maščobe in beljakovine. V tem primeru se oblikujejo energetsko slabe spojine: ogljikov dioksid, voda, amoniak. Toda glavna stvar je, da se zaradi teh reakcij sintetizira ATP - univerzalna energijska snov, ki jo celica uporablja za svojo življenjsko dejavnost. Lahko rečemo, da bo izmenjava plinov v tkivih in pljučih telo in njegove strukture dobila kisik, potreben za oksidacijo.

Mehanizem izmenjave plina

To pomeni prisotnost vsaj dveh snovi, katerih kroženje v telesu zagotavlja metabolične procese. Poleg zgoraj omenjenega kisika se izmenjava plinov v pljučih, krvi in ​​tkivih pojavlja z drugo spojino - ogljikovim dioksidom. Nastaja v reakcijah disimilacije. Ker je strupena snov za izmenjavo snovi, jo je treba odstraniti iz citoplazme celic. Tega postopka bomo podrobneje proučili.

Ogljikov dioksid se difuzira skozi celično membrano v intersticijsko tekočino. Od tod vstopi v krvne kapilare - venules. Nadalje se ta plovila združijo in tvorijo nižje in zgornje votle žile. Zbirajo kri, nasičena s CO_2. In pošljite na desno atrij. Z zmanjšanjem stene del venske krvi vstopi v desni komor. Od tu prične pljučni (majhen) krog krvnega obtoka. Njegova naloga je, da kri napolni s kisikom. Venus v pljučih postane arterijski. A CO₂, v zameno, pride iz krvi in ​​se odstrani skozi dihalni sistem. Da bi razumeli, kako se to zgodi, morate najprej preučiti strukturo pljuč. Izmenjava plina v pljučih in tkivih poteka v posebnih strukturah - alveoli in njihovi kapilari.

Struktura pljuč

To so parni organi, ki se nahajajo v prsni votlini. Levi pljuči so sestavljeni iz dveh jajc. Pravica je večja po velikosti. Ima tri dele. Skozi vrata pljuč vsebujejo dva bronha, ki razvejata tvorijo tako imenovano drevo. Na svojih vejah se zrak giblje med navdihom in izdihom. Na majhnih, dihalnih bronhioolih so mehurčki - alveoli. Zbirajo se v acini. Tisti pa tvorijo pljučni parenhim. Pomembno je, da vsaka respiratorna vezikla gosto prepleta kapilarna mreža majhnih in velikih krogov krvnega obtoka. Prenašanje vej pljučnih arterij, ki prinašajo vensko kri iz desnega prekata, transport ogljikovega dioksida v lumen alveolus. In izhodni pljučni venuli vzamejo kisik iz alveolarnega zraka.

Arterijska kri poteka skozi pljučne vene v levem atriju in od njega v aorto. Njene veje v obliki arterij zagotavljajo celice telesa, potrebne za notranje dihanje s kisikom. V alveoli je, da kri iz venske postane arterijska. Tako se izmenjava plinov v tkivih in pljučih neposredno izvaja s kroženjem krvi skozi majhne in velike kroge krvnega obtoka. To je posledica stalnih krčenja mišičnih sten srčnih komor.

Zunanje dihanje

Imenuje se tudi prezračevanje pljuč. To je izmenjava zraka med okoljem in alveoli. Fiziološko pravilno vdihavanje skozi nos zagotavlja telesu del zraka takšne sestave: okoli 21% O₂, 0,03% CO₂ in 79% dušika. Pri dihalnih poteh vstopi v alveole. Imajo svoj del zraka. Njegova sestava je naslednja: 14,2% O₂, 5,2% CO₂, 80% N₂. Vdihavanje, pa tudi izhajanje, je urejeno na dva načina: živčni in humoralni (koncentracija ogljikovega dioksida). Zahvaljujoč vzbujanju dihalnega središča vzdolžne oblongte se živčni impulzi prenašajo v dihalne medkostne mišice in membrano. Prostornina prsnega koša se povečuje. Razširijo se pljuča, ki pasivno sledijo kontrakcijam prsne votline. Tlak zraka v njih postane pod atmosferskim tlakom. Zato del zraka iz zgornjega dihalnega trakta vstopi v alveole.

Izhajanje sledi navdihu. Spremlja ga sprostitev medkostnih mišic in dvig arka diafragme. To povzroči zmanjšanje obsega pljuč. Tlak zraka v njih postane višji od atmosferskega tlaka. In zraka s presežkom ogljikovega dioksida se dviga v bronhiole. Nadalje na zgornjem dihalnem traku sledi v nosno votlino. Sestava izdihanega zraka je naslednja: 16,3% O₂, 4% CO₂, 79 N₂. Na tej stopnji poteka izmenjava zunanjega plina. Pljučna izmenjava plinov, ki jo izvajajo alveoli, zagotavlja celice s kisikom, potrebne za notranje dihanje.

Celično dihanje

Vključeno v sistem kataboličnih reakcij presnove in energije. Ti procesi proučujejo tako biokemijo kot anatomijo in človeška fiziologija. Izmenjava plina v pljučih in tkivih je med seboj povezana in nemogoča. Tako zunanji dihaj prenaša kisik v intersticijsko tekočino in iz njega odstrani ogljikov dioksid. In notranji, ki ga neposredno izvajajo celice s svojimi organoleti mitohondrije, ki zagotavljajo oksidativno fosforilacijo in sintezo ATP molekul, za te procese uporablja kisik.

Krebsov cikel

Ciklus tricarboksilnih kislin je vodilni v dihanju celice. Združuje in usklajuje reakcije brez kisika izmenjava energije in postopke, ki vključujejo transmembranske proteine. Uporablja se tudi kot dobavitelj gradbenega celičnega materiala (aminokisline, preprosti sladkorji, višje karboksilne kisline), ki se oblikujejo v vmesnih reakcijah in jih celica uporablja za rast in delitev. Kot smo videli, smo v tem članku preučevali izmenjavo plinov v tkivih in pljučih ter določili njegovo biološko vlogo pri vitalni aktivnosti človeškega telesa.