Kopsude struktuur ja nende osalemine gaasivahetuses. Mis on gaasivahetus veres, kopsudes ja kudedes? Gaasivahetuse omadused. Mõned üllatavad faktid kopsude kohta

Iseloomu kohta gaasivahetus kopsudes saab hinnata sisse- ja väljahingatava õhu koostise võrdlemisel. Me hingame sisse atmosfääriõhku, mis sisaldab umbes 21% hapnikku, 0,03% süsihappegaasi, ülejäänu on lämmastik ning vähesel määral inertgaase ja veeauru.

Gaasivahetus

Väljahingatav õhk sisaldab umbes 16% hapnikku ja umbes 4% süsihappegaasi. Nii asendub kopsudes sissehingamisel sisenev hapnikurikas atmosfääriõhk õhuga, milles hapnikusisaldus on 1,3 korda väiksem ja süsinikdioksiidi sisaldus 133 korda suurem. Inimkeha puhkeolekus saab igas minutis 250-300 ml hapnikku ja vabastab 250-300 ml süsihappegaasi. Mis on gaasivahetuse mehhanism?

soovitab sarnaseid kokkuvõtteid:

Gaasivahetus kopsudes

Hapnik ja süsinikdioksiid difundeeruvad vabalt läbi alveoolide ja kapillaaride seinte rakumembraanide. Selle füüsikalise protsessi olemus seisneb selles, et mis tahes aine, vastavalt gaasi molekulid liiguvad piirkonnast, kus nende kontsentratsioon on kõrgem, piirkonda, kus nende kontsentratsioon on madalam. See liikumine jätkub, kuni aine kontsentratsioon mõlemas piirkonnas muutub samaks.

Meenutagem: kopsukapillaarid saavad veeniverd, mis on rikastatud sinna rakkudevahelisest vedelikust siseneva süsihappegaasiga ja hapnikuvaene. Hapniku kontsentratsioon alveolaarses õhus on kõrgem kui venoosses veres, mistõttu hapnik liigub läbi alveoolide seinte ja kapillaaride verre. Veres ühinevad hapnikumolekulid punaste vereliblede hemoglobiiniga, moodustades oksühemoglobiini.

Süsinikdioksiidi kontsentratsioon alveoolides madalam kui venoosses veres. Seetõttu hajub see kapillaaridest alveoolidesse ja sealt eemaldatakse väljahingamisel väljapoole.

Gaasivahetuse käigus kopsudes muutub venoosne veri arteriaalseks vereks: hapnikusisaldus selles muutub 140-160 ml/l-lt 200 mg/l-ni ja süsihappegaasi sisaldus - 580 ml/l-lt 560-540 ml/l-ni. l.

Kopsud on eritusorgan – nende kaudu eemaldatakse lenduvad kahjulikud ained. Mõnede inimkehasse sattuvate (alkohol, eeter) või selles tekkivate kahjulike ainete (näiteks atsetoon) molekulid satuvad venoossest verest alveoolidesse. Alveoolidest tungivad nad väljahingatavasse inimesesse.

Gaasivahetus kudedes

Hapnikusisaldus koevedelikus on väiksem kui arteriaalses veres, mistõttu hapnik kapillaaridest siseneb koevedelikku. Sellest difundeerub ta rakkudesse, kus siseneb koheselt energiavahetuse reaktsioonidesse, mistõttu rakkudes peaaegu puudub vaba hapnik.

Energia metabolismi reaktsioonid toodavad süsinikdioksiidi. Selle kontsentratsioon rakkudes muutub kõrgemaks kui koevedelikus ning gaas difundeerub sellesse ja seejärel kapillaaridesse. Nendes lahustub üks osa süsihappegaasi molekulidest vereplasmas ja teine ​​siseneb punastesse verelibledesse.

Süsteemse vereringe veresoonte kaudu siseneb hapnikuvaene ja süsinikdioksiidiga rikastatud venoosne veri õõnesveenide süsteemi paremasse aatriumisse ja paremasse vatsakesse. Sealt läheb see kopsudesse, kus toimub taas gaasivahetus.

Südamest (venoosne) kopsudesse voolav veri sisaldab vähe hapnikku ja palju süsihappegaasi; alveoolide õhk, vastupidi, sisaldab palju hapnikku ja vähem süsihappegaasi. Selle tulemusena toimub kahesuunaline difusioon läbi alveoolide ja kapillaaride seinte. hapnik liigub verre ja süsihappegaas liigub verest alveoolidesse. Veres siseneb hapnik punastesse verelibledesse ja ühineb hemoglobiiniga. Hapnikuga rikastatud veri muutub arteriaalseks ja voolab läbi kopsuveenide vasakusse aatriumi.

Inimestel lõpeb gaasivahetus mõne sekundiga, samal ajal kui veri läbib kopsualveoole. See on võimalik tänu tohutule kopsupinnale, mis suhtleb väliskeskkonnaga. Alveoolide üldpind on üle 90 m3.

Gaaside vahetus kudedes toimub kapillaarides. Nende õhukeste seinte kaudu voolab hapnik verest koevedelikku ja sealt edasi rakkudesse ning süsihappegaas liigub kudedest verre. Hapniku kontsentratsioon veres on suurem kui rakkudes, seega difundeerub see neisse kergesti.

Süsinikdioksiidi kontsentratsioon kudedes, kuhu see koguneb, on kõrgem kui veres. Seetõttu läheb see verre, kus seondub plasmas ja osaliselt hemoglobiiniga keemiliste ühenditega, transporditakse verega kopsudesse ja paisatakse atmosfääri.

Kopsudes toimub gaasivahetus alveoolidesse siseneva õhu ja kapillaaride kaudu voolava vere vahel. Intensiivset gaasivahetust alveoolide õhu ja vere vahel soodustab nn õhk-hemaatilise barjääri väike paksus. Alveoolide seinad on ehitatud ühekihilisest lameepiteelist, seestpoolt kaetud õhukese fosfolipiidikilega – pindaktiivse ainega, mis ei lase väljahingamisel alveoolidel kokku kleepuda ning vähendab pindpinevust ja gaasivahetust õhu ja vere vahel. Sissehingamisel on hapniku osarõhu kontsentratsioon alveoolides palju suurem kui 100 mmHg. Art. kui veeniveres 40 mm Hg. Art., voolab läbi kopsukapillaare. Seetõttu lahkub hapnik alveoolidest kergesti verre, kus see kiiresti ühineb punaste vereliblede hemoglobiiniga. Samas süsihappegaas, mille kontsentratsioon kapillaaride venoosses veres on kõrge (47 mm Hg). Art., Difuuseerub alveoolidesse, kus selle osarõhk on alla 40 mm Hg. Art.. Alveoolidest eemaldatakse väljahingatavas õhus kerge süsihappegaas Tänu hemoglobiini erilisele omadusele ühineda hapniku ja süsihappegaasiga, suudab veri neid gaase märkimisväärses koguses omastada.

Organismi kudedes pideva ainevahetuse ja intensiivsete oksüdatiivsete protsesside tulemusena kulub hapnik ja tekib süsihappegaas.Ainevahetuse käigus tekkinud süsihappegaas läheb kudedest verre ja liitub hemoglobiiniga. Sel juhul moodustub habras ühend - karbohemoglobiin. Hemoglobiini kiiret kombineerimist süsihappegaasiga soodustab punastes verelibledes leiduv ensüüm karboanhüdraas.

Kui sissehingatavas õhus on hapnikupuudus, võib tekkida kudede ebapiisav hapnikuvarustus ja hüpoksia.

Kui hingamine peatub või peatub, tekib lämbumine ja lämbumine. See seisund võib tekkida uppumise või muude ootamatute asjaolude tõttu.

23. Hüpoksia mõiste. Ägedad ja kroonilised vormid. Hüpoksia tüübid.

Hüpoksia on tüüpiline patoloogiline protsess, mis tekib siis, kui keha kudesid ei varustata piisavalt hapnikuga või rikutakse selle kasutamist bioloogilise oksüdatsiooni protsessis. See on kudede hapnikunälg, mis võib tekkida füüsikaliste, keemiliste, bioloogiliste ja muude tegurite mõjul Erinevatel elunditel ja kudedel on ebavõrdne tundlikkus hapniku ja ATP puuduse suhtes. Ajukude on hüpoksia suhtes kõige tundlikum. hüpoksia ajal on mõjutatud eelkõige kesknärvisüsteemi rakud Hüpoksia liigid Eksogeenne hüpoksia: 1 hüpoksiline normobaarne - tekib pikemaajalise viibimise ajal suletud, halvasti ventileeritud ruumides: kaevandustes, kaevudes, lennukikabiinides jne; 2 hüpoksiline hüpobaarne - areneb sissehingatava õhu hapniku osarõhu p02 vähenemisel õhurõhu languse tõttu, kõrgusele ronides, mägitõbi või kõrgustõbi; 3 hüperoksiline - esineb liigse hapniku tingimustes, mida organism ei tarbi ja on toksilise toimega, blokeerides kudede hingamist, komplikatsioon hüperbaarilise hapnikuga varustamise ajal Endogeenne hüpoksia patoloogiliste protsesside ajal kehas: 1 respiratoorne - esineb kudede haiguste korral. kopsud, hingetoru, rinnakelme, areneb südamehaiguste ja veresoonte korral 3 vere hemic - on- Gn antakse kui punaste vereliblede arv väheneb erinevate aneemiate korral või kui hemoglobiini omadused muutuvad ja hapniku eraldamise võime on häiritud; 4 kude – tekib rakkude redoksprotsesside katkemisel, 5 segatud – areneb mitmete kudede hapnikuga varustamist tagavate süsteemide samaaegse talitlushäirega.Stresshüpoksia – tekib elundite ja kudede funktsiooni suurenemise tagajärjel raske füüsilise koormuse korral. Äge hüpoksia areneb kiiresti ja esineb sageli ägeda hingamis- ja kardiovaskulaarse puudulikkuse korral. - õhupuudus, tahhükardia, peavalud, iiveldus, oksendamine, psüühikahäired, liigutuste koordinatsiooni häired, tsüanoos, mõnikord - nägemis- ja kuulmishäired Kroonilist hüpoksiat iseloomustab pikaajaline kulg ja see esineb verehaiguste, kroonilise südame-veresoonkonna ja hingamispuudulikkuse korral. - hingamisteede häired vereringe, peavalud, ärrituvus, degeneratiivsed muutused kudedes.Üldist hüpoksiat iseloomustab kogu organismi hapniku- ja energianälg. Lokaalset hüpoksiat iseloomustab inimese hapniku- ja energianälg

24. Keha funktsioonide häired hüpoksia ajal.

Aju hapnikupuuduse varaseimad näitajad on üldine erutus, eufooria, tähelepanu nõrgenemine ja vigade arvu suurenemine keeruliste probleemide lahendamisel. Siis tuleb pärssimine, unisus, liigutuste koordinatsiooni kaotus. võimalik teadvusekaotus, krambid ja halvatus Raske hapnikuvaeguse korral on hingamine häiritud: muutub sagedaseks, pinnapealseks, hüpoventilatsiooni sümptomitega. Siis tekib hingamisdepressioon. Ebaregulaarsed hingamisliigutused võivad asenduda lühiajalise hingamisseiskumisega. Teatud tüüpi hüpoksia korral tekib tsüanoos - naha tsüanoos, mis on seotud CO2 ja oksühemoglobiini sisalduse vähenemisega veres. Hingamisteede hüpoksiaga areneb arteriaalses veres CO2 vähenemise tõttu tsentraalne difuusne tsüanoos. Vereringe hüpoksiaga areneb perifeerne akrotsüanoos CO2 vähenemise tõttu venoosses veres. Hüpoksia häirib ka südame-veresoonkonna süsteemi tööd. tahhükardia ja vererõhu tõus. südametegevuse depressioon. Kõigis elundites ja kudedes, välja arvatud aju ja süda, esineb selgelt väljendunud mikrotsirkulatsiooni häire, mis suurendab kudede hapnikunälga raskust.Neerude verevoolu järsk langus on ohtlik, kuna see võib viia neerude nekroosi tekkeni. neerukoor ja äge neerupuudulikkus. Algselt suureneb põhiainevahetus ja seejärel raske hüpokseemia korral väheneb. Kehatemperatuur langeb Suureneb ka rasvade lagunemine. Hapnikupuuduse tõttu ei saa rasvhapped täielikult lagundada, mistõttu hüpoksia ajal kogunevad ketohapped rakkudesse ja verre. Energiapuuduse tagajärjel on ioonpumpade töö häiritud, kaaliumiioonid kogunevad.

25. Hüpoksia ajal esinevad kompensatsioonimehhanismid.

Hüpoksia tingimustes aktiveeruvad kohe kiireloomulised adaptiivsed reaktsioonid. Neid tagavad refleksmehhanismid kesknärvisüsteemi osalusel. Hingamismehhanismid: 1 kopsuventilatsiooni suurenemine hingamise sügavuse ja sageduse suurendamise teel, kompenseeriv õhupuudus; 2 kopsude hingamispinna suurenemine täiendavate alveoolide ventilatsiooni tõttu; 3 alveolokapillaarse membraani O2 ja CO2 läbilaskvuse suurenemine Hemodünaamilised mehhanismid: 1 südame väljundi suurenemine insuldi mahu ja südame löögisageduse suurenemise tõttu; 2 veresoonte toonuse tõstmine ja verevoolu kiirendamine; 3 vere ümberjaotumine veresoontes Hematogeensed mehhanismid: 1 erütrotsüütide sisalduse suurenemine perifeerses veres nende mobiliseerumise tõttu depoost; 2 suurenenud vereloome; 3 oksühemoglobiini dissotsiatsiooni suurenemine hapnikuks ja hemoglobiiniks Koemehhanismid. 1 arteriaalsest verest kudedesse tarnitava hapniku hulga suurenemine; 2 anaeroobse glükolüüsi aktiveerimine; 3 ainevahetuse intensiivsuse nõrgenemine elundites Pikaajalisi adaptiivseid reaktsioone esindab kohanemine hüpoksiaga Asfüksia on seisund, mis tekib hapnikuvarustuse ja süsihappegaasi vabanemise järsu vähenemise või täieliku katkemise korral. on mehaaniline lämbumine, mis tekib siis, kui õhuvoolu hingamisteedesse või nende kokkusurumisel väljastpoolt on takistusi: eristatakse nelja staadiumi.Esimene staadium on hingamis- ja vasomotoorsete keskuste erutatavuse tõus, toonus sümpaatiline närvisüsteem. inspiratoorne düspnoe, vererõhu tõus; krampide korral.Teisel etapil tõuseb parasümpaatilise närvisüsteemi toonus; areneb väljahingamise hingeldus. bradükardia, kolmas etapp -. Hingamine seiskub mitmeks minutiks, vererõhk langeb, südametegevus aeglustub.Neljas staadium väljendub terminaalses hingamises, vererõhk langeb, südamelööke esineb harva, refleksid hääbuvad; ilmnevad krambid, tahtmatu urineerimine ja roojamine. Surm saabub hingamisteede halvatusest.

26. Valkude metabolism ja selle reguleerimine.

Kasvu ajal on valk vajalik uute rakkude ja kudede moodustamiseks. Mida noorem on laps, seda rohkem on vaja valku kilogrammi kehakaalu kohta. Lapse esimesel eluaastal kulub iga kg kohta 5-5,5 g valku, 1-aastaselt kuni 3-aastaseks - 4-4,5 g. Poiste valguvajadus on suurem kui tüdrukutel. Valkude süntees arenevas organismis domineerib lagunemise üle. Seetõttu iseloomustab lapsi positiivne lämmastiku tasakaal. Valkude optimaalsed päevaannused on olemas, mille puhul täheldatakse maksimaalset lämmastiku peetust või säilimist organismis. Valgu koguse suurenemisega üle selle normi ei kaasne lämmastikupeetuse suurenemist organismis. On väga oluline, et lapsed saaksid oma toidust piisavalt asendamatuid aminohappeid. Lüsiin, mis soodustab vereloomet, trüptofaani tarbimine, vajalik ka kasvuks.1-3-aastastel lastel peaks toiduga saadavast valgust 75% olema loomset päritolu, 25% - taimset päritolu Valke ei säilitata. keha varuks, seega kui Kui annate neile toiduga rohkem, kui organism vajab, siis lämmastikupeetuse suurenemist ja valgusünteesi suurenemist ei toimu. Samal ajal on lapse happe-aluse tasakaal häiritud, isu halveneb ning lämmastiku eritumine uriini ja väljaheitega suureneb. Vanuse kasvades peaks loomsete valkude sisaldus vähenema ja 5-aastaselt peaks mõlema valgu kogus olema sama. Laste lämmastiku metabolismi iseloomustab kreatiini sisaldus uriinis, täiskasvanute uriin seda aga ei sisalda. Selle põhjuseks on täiskasvanueas kreatiini säilitavate lihaste ebapiisav areng. Alles 17-18. eluaastaks kaob kreatiin uriinist. Paljude ensüümide aktiivsus suureneb pärast sündi,

27. Süsivesikute ja rasvade ainevahetus, nende reguleerimine.

Toiduga saadavad taimsed ja loomsed rasvad lagunevad seedekulglas glütserooliks ja rasvhapeteks, mis imenduvad verre ja lümfi ning verre vaid osaliselt. Lipiidid sünteesitakse nendest ainetest, aga ka süsivesikute ja valkude ainevahetusproduktidest. lipiidid on rakustruktuuride oluline komponent: tsütoplasma, tuum ja rakumembraan, eriti närvirakud. Lipiidid, mida kehas ei tarbita, ladestuvad rasvaladestustena.Mõned organismile vajalikud küllastumata rasvhapped - linool-, linoleen-, arahhidoonhape - peavad jõudma kehasse valmis kujul, kuna organism ei ole võimeline neid sünteesima - asendamatud rasvhapped. Sisaldub taimeõlides.Rasvadega saab organism neis lahustuvad vitamiinid: A, D, E, K, mis on elulise tähtsusega. Mida noorem on lapse vanus, seda suurem on lapse keha vajadus lipiidide järele. Ilma rasvadeta on võimatu üldist ja spetsiifilist immuunsust välja arendada.1-3-aastaste laste toidus peaks päevane rasvakogus olema 32,7 g Imetamisel imendub kuni 98% piimarasvadest, kunstpiimaga - 85%.On kindlaks tehtud, et lastel on rasvade ainevahetus ebastabiilne; süsivesikute puudumisel toidus või nende suurenenud tarbimisel tühjeneb rasvavaru kiiresti.Muutused erinevate lipiidide sisalduses organismis põhjustavad järk-järgulist rakumembraanide läbilaskvuse ja tiheduse häired, millega kaasneb raku funktsiooni halvenemine. Süsivesikute ainevahetuse omadused. Süsivesikud on peamine energiaallikas. Suurimad kogused on teraviljas, kartulis, puu- ja köögiviljades. Süsivesikud lagunevad seedetraktis glükoosiks, imenduvad verre ja organismi rakkudesse. Kasutamata glükoos ladestub glükogeeni polüsahhariidi kujul maksas ja lihastes, mis on organismi süsivesikute reserv. Kesknärvisüsteem on eriti tundlik veresuhkru puudumise ja hüpoglükeemia suhtes. Vere glükoosisisalduse kerge langusega täheldatakse nõrkust ja peapööritust ning süsivesikute sisalduse olulise languse korral tekivad mitmesugused autonoomsed häired, krambid ja teadvusekaotus. Süsivesikute lagunemine võib toimuda kas aeroobsetes või anaeroobsetes tingimustes. Glükoosi lagunemise kiirus ja võime kiiresti ekstraheerida ja töödelda selle varu - glükogeeni - loovad tingimused energiaressursside erakorraliseks mobiliseerimiseks äkilise emotsionaalse erutuse ja intensiivse lihaskoormuse korral. Nagu teada, on süsivesikud osa nukleiinhapetest, tsütoplasmast ja mängivad olulist plastilist rolli rakumembraanide moodustumisel. Laste süsivesikute ainevahetuse iseloomulik tunnus on süsivesikute kõrge seeduvus kuni 99%. Tuleb arvestada, et esimesel eluaastal on põhiliseks süsivesikuks laktaas. Lapse kehal on suurem vajadus süsivesikute järele, kuna glükolüüsi intensiivsus selles on väga kõrge, see on 35% kõrgem kui täiskasvanutel. Süsivesikute päevane vajadus imikueas on 10-12 g 1 kg kehakaalu kohta, vanuses 1 kuni 3 aastat - 193 g.Laste glükoositaluvus on suurem kui täiskasvanutel.

28. Vee ja mineraalsoolade vahetus, selle reguleerimine.

Mineraalsoolad ei ole energiaallikad, kuid nende omastamine ja väljutamine on selle normaalse toimimise tingimus. Mineraalsoolad tekitavad teatud osmootse rõhu. Lapse kehas sisalduvate soolade hulk suureneb koos vanusega. Lastel on eriti suur Ca ja P vajadus, mis on vajalikud luukoe tekkeks. Kaltsium mõjutab närvisüsteemi erutatavust, lihaste kontraktiilsust, vere hüübimist, valkude ja rasvade ainevahetust organismis. Suurim vajadus Ca järele on täheldatud esimesel eluaastal ja puberteedieas. Esimesel eluaastal vajatakse Ca 8 korda rohkem kui teisel, kui täiskasvanul Ca hulk organismis väheneb, hakkab see luukoest verre, n. Lastel, sel juhul, vastupidi, säilitab Ca luukoe ja vere. Normaalseks luustumise protsessiks on vajalik, et kehasse satuks piisav kogus fosforit. Eelkooliealiste laste puhul peaks kaltsiumi ja fosfori suhe olema võrdne ühega. 8-10-aastaselt on kaltsiumi vaja veidi vähem kui fosforit: Fosfor on vajalik mitte ainult luukoe kasvuks, vaid ka närvisüsteemi, enamiku näärmete ja teiste organite normaalseks talitluseks.Na+ kogus, K+ ja Cl- laste toidus peaks olema vähem kui täiskasvanu toidus, laps peaks saama toidust rohkem rauda kui täiskasvanu. Kasvav organism vajab ka mikroelemente, millest paljud osalevad vereloomeprotsessides – vask, koobalt, molübdeen. need kogunevad kehasse. Jood on vajalik kilpnäärmehormoonide moodustamiseks. Selle puudumine toidus põhjustab haiguse, endeemilise struuma, arengut. Fluoriid on vajalik hambakoe, eriti hambaemaili õigeks moodustamiseks.Vee-soola ainevahetus. Lapse kasv ja areng sõltub piisavast veekogusest organismis, mis tagab intensiivse ainevahetuse. = vesi inimkehas on = ehitusmaterjal, kõigi ainevahetusprotsesside katalüsaator ja keha termoregulaator. Vee koguhulk kehas sõltub vanusest, soost ja rasvumisest. Mehe kehas on keskmiselt umbes 61% vett, naise kehas 51%. Lastel jaotub vesi väga kiiresti ümber vere ja kudede vahel. Laste soolestikus imendub see kiiremini kui täiskasvanutel. Lastel kaotavad koed kiiresti ja kogunevad vett. Veepuudus põhjustab lastel tõsiseid vahepealse ainevahetuse häireid. Mida noorem on laps, seda rohkem vett peaks ta saama kehakaalu kilogrammi kohta. Vanusega suhteline veevajadus väheneb, kuid absoluutne vajadus suureneb. Poisid vajavad rohkem vett kui tüdrukud.

29. Inimese eritussüsteem. Nefron on neerude põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus. Uriini moodustumise faasid.

Eritusorganite hulka kuuluvad: neerud, kusejuhad, põis, kusiti. Eritussüsteemi normaalne talitlus hoiab happe-aluse tasakaalu ning tagab organismi organite ja süsteemide töö.

Neerude lat. ren; kreeka keel nephos on paaris erituselund, mis toodab uriini, massiga 100-200 g, paikneb lülisamba külgedel XI rindkere ja II-III nimmelülide tasemel.

Neerud on oakujulise kujuga, ülemised ja alumised poolused, välised kumerad ja sisemised nõgusad servad, eesmine ja tagumine pind. Neerud on kaetud kolme membraaniga – neerufastsia, kiud- ja rasvkapslid. Neer koosneb kahest kihist: välimisest heledast ajukoorest ja sisemisest tumedast ajukoorest.Korteks sammaste kujul siseneb medullasse ja jagab selle 5-20 neerupüramiidiks. moodustavad neerupüramiidid.Neeru peamiseks funktsionaalseks ja struktuuriliseks üksuseks on nefron, neid on umbes 1,5 miljonit Nefron joon. 83 koosneb neerukehast, sealhulgas koroidaalsest glomerulusest. Keha ümbritseb kahekordse seinaga kapsel, Shumlyansky-Bowmani kapsel. Kapsli õõnsus on vooderdatud ühekihilise kuubikujulise epiteeliga.Umbes 80% nefronitest paiknevad ajukoore paksuses - kortikaalsed nefronid ja 18-20% paiknevad neeru medullas - juxtamedullaarne peri-aju nefronid.Neerude verevarustus tekib tänu hästi-. olemasolevat veresoonte võrgustikku. Kusejuha kusejuha on paarisorgan, mis täidab uriini eemaldamise funktsiooni neerust põide. See on torukujuline läbimõõduga 6-8 mm, pikkus 30-35 cm. Sellel on kõhu-, vaagna- ja intramuraalsed osad Kusejuhil on kolm laiendust - nimme-, vaagna- ja enne põie sissepääsu ja kolm ahenemist neeruvaagna liitumiskohas, kõhuosa üleminekuga vaagnaosale ja enne põide voolamist Põis on paaritu õõnesorgan, millesse koguneb 250-500 ml uriini; asub vaagna põhjas. Selle kuju ja suurus sõltuvad uriiniga täitumise astmest.Piiel on tipp, keha, põhi ja kael. Ureetra on mõeldud perioodiliseks uriini eemaldamiseks põiest ja sperma väljutamiseks meestel.Täiskasvanu päevane uriini diureesi kogus on tavaliselt 1,2-1,8 liitrit ja see sõltub kehasse sisenevast vedelikust, ümbritsevast temperatuurist ja muudest teguritest. Normaalse uriini värvus on õlgkollane ja sõltub enamasti selle suhtelisest tihedusest. Uriini reaktsioon on kergelt happeline, suhteline tihedus on 1,010-1,025. Uriin sisaldab 95% vett, 5% tahkeid aineid, millest põhiosa on uurea - 2%, kusihape - 0,05%, kreatiniin - 0,075%. Primaarne uriin liigub mööda nefronituubuleid. Sellest imenduvad kõik organismile vajalikud ained ja suurem osa veest tagasi verre.Uriini moodustumise II faas on reabsorptsioon. Tubulitesse jäävad laguproduktid, toitained, mida organism ei vaja, või need, mida ta ei suuda säilitada, näiteks suhkurtõve korral glükoos. Selle tulemusena moodustub sekundaarne uriin umbes 1,5 liitrit päevas. Keerdunud tuubulitest satub uriin kogumiskanalitesse, mis ühinevad ja kannavad uriini neeruvaagnasse. Sealt voolab uriin läbi kusejuha põide.

30. Neerutegevuse närviline ja humoraalne regulatsioon. Neerude aktiivsuse reguleerimine.

31. Termoregulatsiooni mõiste. Keemiline ja füüsikaline termoregulatsioon.

Inimkeha üksikute osade temperatuur on erinev, mis on seotud soojuse tootmise ja soojusülekande ebavõrdsete tingimustega. Puhkeseisundis ja mõõdukas kehalises aktiivsuses toimub suurim soojuse tootmine ja kõige väiksem soojusülekanne siseorganites, mistõttu on nende temperatuur kõrgeim maksas - 37,8-38 ° C. Madalaim nahatemperatuur inimestel on käte ja jalgade piirkonnas, palju kõrgem on see kaenlaaluses, kus seda tavaliselt mõõdetakse. Normaalsetes tingimustes on tervel inimesel kaenla temperatuur 36,5-36,9 ° C. Päevasel ajal kõigub inimese kehatemperatuur: minimaalne 3-4 tundi, maksimaalne 16-18 tundi. Homöotermiliste loomade võime hoida kehatemperatuuri konstantsel tasemel tagatakse kahe omavahel seotud protsessiga - soojuse teke ja soojusülekanne.Keemiline termoregulatsioon tagab teatud soojuse tootmise taseme, mis on vajalik kudedes toimuvate ensümaatiliste protsesside normaalseks läbiviimiseks. Kõige intensiivsem soojuse teke toimub lihastes. Külmades tingimustes suureneb soojuse teke lihastes järsult. Soojuse tekkeprotsessides mängivad lisaks lihastele olulist rolli maks ja neerud. Füüsiline termoregulatsioon toimub keha soojusvõimsuse muutmise teel. Soojusülekanne toimub järgmistel viisidel: Soojuskiirguskiirgus tagab keha pinnalt tuleva infrapunakiirguse abil soojuse ülekandmise oma keskkonda. Soojusjuhtivus tekib kokkupuutel objektidega, mille temperatuur on kehatemperatuurist madalam. Konvektsioon tagab soojusülekande kehaga külgnevale õhule või vedelikule. Keha eraldab soojust ka vee aurustamise teel naha pinnalt ja hingamisteede limaskestadelt hingamisel. Naha kaudu aurustub kuni 0,5 liitrit vett päevas. Soojuse genereerimiskeskus asub hüpotalamuse kaudaalses osas. Kui see looma ajuosa hävib, häirub soojuse tekkemehhanismid ja selline loom ei suuda ümbritseva õhu temperatuuri langedes kehatemperatuuri hoida ning tekib alajahtumine. Soojusülekande keskus asub eesmises hüpotalamuses. Selle ala hävitamisel kaotab loom ka võime säilitada isotermi, kuigi säilib madalate temperatuuride taluvusvõime.

Kopsude eritusfunktsioon - enam kui 200 organismis moodustunud lenduva aine eemaldamine või sinna sattumine väljastpoolt. Eelkõige eemaldatakse kopsude kaudu verest erineval määral süsihappegaas, metaan, atsetoon, eksogeensed ained (etüülalkohol, etüüleeter), kehas tekkivad narkootilised gaasid (fluorotaan, dilämmastikoksiid). Vesi aurustub ka alveoolide pinnalt.

Lisaks kliimaseadmetele on kopsud seotud keha kaitsmisega infektsioonide eest. Alveoolide seintele ladestunud mikroorganismid püüavad kinni ja hävitavad alveolaarsed makrofaagid. Aktiveeritud makrofaagid toodavad kemotaktilisi tegureid, mis tõmbavad ligi neutrofiilide ja eosinofiilide granulotsüüte, mis väljuvad kapillaaridest ja osalevad fagotsütoosis. Neelatud mikroorganismidega makrofaagid on võimelised migreeruma lümfikapillaaridesse ja sõlmedesse, kus võib tekkida põletikuline reaktsioon. Organismi kaitsmisel õhuga kopsudesse sattuvate nakkusetekitajate eest on olulised lüsosüüm, interferoon, immunoglobuliinid (IgA, IgG, IgM) ja kopsudes moodustunud spetsiifilised leukotsüütide antikehad.

Filtreerimine ja hemostaatilinekopsude funktsioon— kui veri läbib kopsuringi, jäävad väikesed trombid ja emboolid alles ning need eemaldatakse verest.

Kopsude fibrinolüütiline süsteem hävitab verehüübed. Kopsud sünteesivad kuni 90% hepariinist, mis verre sattudes takistab selle hüübimist ja parandab selle reoloogilisi omadusi.

Vere ladestumine kopsudes võib ulatuda kuni 15% ringleva vere mahust. Sellisel juhul ei lülitu vereringest kopsudesse sisenev veri välja. Suureneb verevarustus mikrotsirkulatsiooni voodi veresoontes ja kopsuveenides ning “ladestunud” veri osaleb jätkuvalt gaasivahetuses alveolaarse õhuga.

Metaboolne funktsioon hõlmab: fosfolipiidide ja pindaktiivsete valkude moodustumist, kollageeni ja elastseid kiude moodustavate valkude sünteesi, bronhide lima moodustavate mukopolüsahhariidide tootmist, hepariini sünteesi, osalemist bioloogiliselt aktiivsete ja muude ainete moodustumisel ja hävitamisel.

Kopsudes muudetakse angiotensiin I väga aktiivseks vasokonstriktsioonifaktoriks - angiotensiin II, bradükiniin inaktiveeritakse 80%, serotoniin püütakse kinni ja ladestatakse, samuti 30-40% norepinefriini. Histamiin on inaktiveeritud ja akumuleerub neis, kuni 25% insuliinist, 90-95% rühma E ja F prostaglandiinidest on inaktiveeritud; moodustuvad prostaglandiinid (vasodilataator prostanikliin) ja lämmastikoksiid (NO). Stressi all ladestunud bioloogiliselt aktiivsed ained võivad vabaneda kopsudest verre ja aidata kaasa šokireaktsioonide tekkele.

Tabel. Kopsude mitte-hingamisfunktsioonid

Gaasivahetus kopsudes

Kopsude kõige olulisem funktsioon- gaasivahetuse tagamine kopsualveoolide õhu ja kopsukapillaaride vere vahel. Gaasivahetuse mehhanismide mõistmiseks on vaja teada omavahel vahetavate ainete gaasi koostist, alveolaarsete kapillaarstruktuuride omadusi, mille kaudu gaasivahetus toimub, ning võtta arvesse kopsuverevoolu ja ventilatsiooni omadusi.

Alveolaarse ja väljahingatava õhu koostis

Atmosfääri-, alveolaarse (sisaldub kopsualveoolides) ja väljahingatavas õhus koostis on toodud tabelis. 1.

Tabel 1. Peamiste gaaside sisaldus atmosfääri-, alveolaarses ja väljahingatavas õhus

Alveolaarses õhus olevate gaaside protsendi määramise põhjal arvutatakse nende osarõhk. Arvutustes eeldatakse, et veeauru rõhk alveolaarses gaasis on 47 mmHg. Art. Näiteks kui hapnikusisaldus alveolaargaasis on 14,4% ja atmosfäärirõhk 740 mm Hg. Art., siis on hapniku osarõhk (p0 2) p0 2 = [(740-47)/100]. 14,4 = 99,8 mm Hg. Art. Puhketingimustes kõigub hapniku osarõhk alveolaargaasis umbes 100 mmHg. Art., ja süsinikdioksiidi osarõhk on umbes 40 mm Hg. Art.

Vaatamata sisse- ja väljahingamise vaheldumisele vaikse hingamise ajal muutub alveolaargaasi koostis vaid 0,2-0,4%, alveolaarse õhu koostise suhteline püsivus säilib ning gaasivahetus selle ja vere vahel toimub pidevalt. Alveolaarse õhu koostise püsivus säilib tänu kopsuventilatsiooni koefitsiendi (LVC) madalale väärtusele. See koefitsient näitab, milline osa funktsionaalsest jääkvõimsusest vahetatakse 1 hingamistsükli jooksul atmosfääriõhu vastu. Tavaliselt on CVL 0,13-0,17 (st vaikse sissehingamise ajal vahetatakse ligikaudu 1/7 FRC-st). Alveolaargaasi koostis hapniku ja süsihappegaasi sisalduse poolest erineb atmosfäärigaasist 5-6%.

Tabel. 2. Sissehingatava ja alveolaarse õhu gaasikoostis

Erinevate kopsupiirkondade ventilatsioonitegur võib erineda, seetõttu on alveolaarse gaasi koostisel erinevad väärtused mitte ainult kaugemates, vaid ka naaberpiirkondades. See sõltub bronhide läbimõõdust ja läbilaskvusest, pindaktiivse aine produktsioonist ja kopsude venitatavusest, keha asendist ja kopsuveresoonte verega täitumise astmest, sisse- ja väljahingamise kiirusest ja kestuste vahekorrast. , jne. Gravitatsioonil on sellele näitajale eriti tugev mõju.

Riis. 2. Hapniku liikumise dünaamika kopsudes ja kudedes

Vanusega jääb hapniku osarõhu väärtus alveoolides praktiliselt muutumatuks, vaatamata olulistele vanusega seotud muutustele paljudes välishingamise näitajates (vähenemine, TEC, bronhide läbilaskvus, FRC suurenemine, TCR jne). Vanusega seotud hingamissageduse tõus aitab kaasa pO 2 stabiilsuse säilitamisele alveoolides.

Gaaside difusioon alveoolide ja vere vahel

Gaaside difusioon alveolaarse õhu ja vere vahel järgib üldist difusiooniseadust, mille kohaselt on liikumapanevaks jõuks gaasi osarõhkude (pingete) erinevus alveoolide ja vere vahel (joonis 3).

Kopsudesse voolavas vereplasmas lahustunud gaasid tekitavad veres oma pinge, mis väljendub samades ühikutes (mmHg) kui õhu osarõhk. Hapniku pinge (pO 2) keskmine väärtus väikese ringi kapillaaride veres on 40 mm Hg. Art., ja selle osarõhk alveolaarses õhus on 100 mm Hg. Art. Hapniku rõhu gradient alveolaarse õhu ja vere vahel on 60 mmHg. Art. Süsinikdioksiidi pinge sissevoolavas venoosses veres on 46 mmHg. Art., alveoolides - 40 mm Hg. Art. ja süsinikdioksiidi rõhugradient on 6 mmHg. Art. Need gradiendid on gaasivahetuse liikumapanev jõud alveolaarse õhu ja vere vahel. Tuleb arvestada, et näidatud gradiendi väärtused on saadaval ainult kapillaaride alguses, kuid kui veri liigub läbi kapillaari, väheneb erinevus alveolaargaasi osarõhu ja vere pinge vahel.

Riis. 3. Alveolaarse õhu ja vere vahelise gaasivahetuse füüsikalis-keemilised ja morfoloogilised tingimused

Hapnikuvahetuse kiirust alveolaarse õhu ja vere vahel mõjutavad nii keskkonna omadused, mille kaudu difusioon toimub, kui ka aeg (umbes 0,2 s), mille jooksul ülekantud hapnikuosa hemoglobiiniga seondub.

Alveolaarsest õhust punastesse verelibledesse liikumiseks ja hemoglobiiniga seondumiseks peab hapnikumolekul difundeeruma läbi:

• alveoole vooderdav pindaktiivse aine kiht;
• alveolaarne epiteel;
• basaalmembraanid ja interstitsiaalne ruum epiteeli ja endoteeli vahel;
• kapillaaride endoteel;
• vereplasma kiht endoteeli ja erütrotsüütide vahel;
• punaste vereliblede membraan;
• tsütoplasma kiht erütrotsüüdis.

Selle difusiooniruumi kogukaugus on vahemikus 0,5–2 µm.

Gaaside difusiooni kopsudes mõjutavad tegurid kajastuvad Ficki valemis:

V = −kS(P 1 −P 2)/d,

kus V on difundeeruva gaasi maht; k on keskkonna gaaside läbilaskvuse koefitsient, mis sõltub gaasi lahustuvusest kudedes ja selle molekulmassist; S on kopsude difusiooni pindala; P 1 ja P 2 - gaaside pinge veres ja alveoolides; d on difusiooniruumi paksus.

Praktikas kasutatakse diagnostilistel eesmärkidel indikaatorit nn kopsude hapniku difusioonivõime(DL O2). See on võrdne hapniku mahuga, mis difundeerub alveolaarsest õhust verre 1 minuti jooksul hapnikurõhu gradiendil 1 mm Hg. Art.

DL O2 = Vo 2 / (P 1 − P 2)

kus Vo 2 on hapniku difusioon verre 1 minuti jooksul; P 1 - hapniku osarõhk alveoolides; P 2 - hapniku pinge veres.

Mõnikord nimetatakse seda indikaatorit ülekandekoefitsient. Tavaliselt on täiskasvanu puhkeolekus DL O2 väärtus 20-25 ml/min mmHg. Art. Füüsilise aktiivsuse ajal DL O2 suureneb ja võib ulatuda 70 ml/min mmHg-ni. Art.

Vanematel inimestel O2 DL väärtus väheneb; 60-aastaselt on see ligikaudu 1/3 võrra väiksem kui noortel.

DL O2 määramiseks kasutatakse sageli tehniliselt lihtsamini teostatavat DL CO määramist. Hingake üks kord 0,3% süsinikmonooksiidi sisaldavat õhku, hoidke hingetõmmet 10-12 s, seejärel hingake välja ja määrates CO sisalduse viimases väljahingatavas õhus, arvutage CO üleminek verre: DL O2 = DL CO . 1.23.

Bioloogilise keskkonna CO 2 läbilaskvuse koefitsient on 20-25 korda kõrgem kui hapnikul. Seetõttu toimub CO 2 difusioon organismi kudedes ja kopsudes, mille kontsentratsioonigradientid on madalamad kui hapnikul, kiiresti ja veeniveres sisalduv süsihappegaas on suurem (46 mm Hg) kui alveoolides. (40 mm Hg). Art.), osarõhul õnnestub reeglina isegi verevoolu või ventilatsiooni mõningase puudulikkuse korral alveolaarsesse õhku pääseda, samas kui hapnikuvahetus sellistes tingimustes väheneb.

Riis. 4. Gaasivahetus süsteemse ja kopsuvereringe kapillaarides

Vere liikumise kiirus kopsukapillaarides on selline, et üks punane vererakk läbib kapillaari 0,75-1 s. See aeg on täiesti piisav, et peaaegu täielikult tasakaalustada hapniku osarõhk alveoolides ja selle pinge kopsukapillaaride veres. Hapniku seondumiseks punaste vereliblede hemoglobiiniga kulub vaid umbes 0,2 sekundit. Kiiresti ühtlustub ka süsihappegaasi rõhk vere ja alveoolide vahel. Arteriaalses veres, mis voolab kopsudest läbi kopsuvereringe veenide tervel inimesel, on normaalsetes tingimustes hapnikupinge 85-100 mmHg. Art., ja CO 2 pinge on 35-45 mm Hg. Art.

Kopsu gaasivahetuse tingimuste ja efektiivsuse iseloomustamiseks kasutatakse koos DL 0-ga ka hapniku kasutustegurit (CI O2), mis peegeldab hapniku kogust (ml) neeldunud 1 liitrist kopsu sisenevast õhust: CI 02 = V O2 ml * min - 1 /MOD l * min -1 Tavaliselt on CI = 35-40 ml * l -1.

Gaasivahetus kudedes

Gaasivahetus kudedes järgib samu seadusi nagu gaasivahetus kopsudes. Gaaside difusioon toimub nende pingegradientide suunas, selle kiirus sõltub nende gradientide suurusest, funktsioneerivate verekapillaaride pindalast, difusiooniruumi paksusest ja gaaside omadustest. Paljud neist teguritest ja seega ka gaasivahetuse kiirus võivad varieeruda sõltuvalt verevoolu lineaarsest ja mahulisest kiirusest, hemoglobiini sisaldusest ja omadustest, temperatuurist, pH-st, rakuensüümide aktiivsusest ja paljudest muudest tingimustest.

Lisaks nendele teguritele soodustavad gaaside (eriti hapniku) vahetust vere ja kudede vahel: oksühemoglobiini molekulide liikuvus (nende difusioon erütrotsüütide membraani pinnale), tsütoplasma ja interstitsiaalse vedeliku konvektsioon, samuti vedeliku filtreerimine ja reabsorptsioon mikrotsirkulatsiooni voodis.

Hapniku gaasivahetus

Gaasivahetus arteriaalse vere ja kudede vahel algab juba 30-40 mikroni läbimõõduga arterioolide tasemel ja toimub kogu mikroveresoonkonnas kuni veenide tasemeni. Gaasivahetuses mängivad aga peamist rolli kapillaarid. Gaasivahetuse uurimiseks kudedes on kasulik ette kujutada nn koesilindrit (koonust), mis hõlmab kapillaari ja sellega külgnevaid hapnikuga varustatud koe struktuure (joonis 5). Sellise silindri läbimõõtu saab hinnata kapillaaridevahelise kauguse järgi. See on umbes 25 mikronit südamelihases, 40 mikronit ajukoores ja 80 mikronit skeletilihastes.

Gaasivahetuse liikumapanevaks jõuks koesilindris on hapniku pingegradient. Seal on piki- ja põikisuunalised kalded. Pikisuunaline gradient on suunatud piki kapillaari. Hapniku pinge kapillaari algosas võib olla umbes 100 mmHg. Art. Kui punased verelibled liiguvad kapillaari venoosse osa poole ja hapnik difundeerub koesse, langeb pO2 keskmiselt 35-40 mmHg-ni. Art., kuid mõnel juhul võib see langeda kuni 10 mm Hg. Art. Ristsuunaline O2 pingegradient koesilindris võib ulatuda 90 mm Hg-ni. Art. (kapillaarist kõige kaugemal asuvates kudede piirkondades, nn surnud nurgas, võib p0 2 olla 0-1 mm Hg).

Riis. 5. "Koesilindri" skemaatiline esitus ja hapniku pinge jaotus kapillaari arteriaalsetes ja venoossetes otstes puhkeolekus ja intensiivse töö ajal

Seega sõltub koestruktuurides hapniku kohaletoimetamine rakkudesse sellest, mil määral need verekapillaaridest eemaldatakse. Kapillaari venoosse osaga külgnevad rakud on hapniku kohaletoimetamiseks halvemates tingimustes. Rakkude oksüdatiivsete protsesside normaalseks kulgemiseks piisab hapniku pingest 0,1 mm Hg. Art.

Gaasivahetuse tingimusi kudedes ei mõjuta mitte ainult kapillaaridevaheline kaugus, vaid ka vere liikumise suund külgnevates kapillaarides. Kui antud koerakku ümbritseva kapillaaride võrgustiku verevoolu suund on mitmesuunaline, siis suurendab see koe hapnikuga varustamise usaldusväärsust.

Kudede hapnikupüüdmise efektiivsust iseloomustab väärtus hapniku kasutamise määr(KUC) on arteriaalsest verest ajaühikus kudedes neeldunud hapniku mahu suhe protsentides ja vere kaudu sama aja jooksul kudede veresoontesse toimetatud hapniku kogumahust. Koe CUC-d saab määrata hapnikusisalduse erinevuse järgi arteriaalsete veresoonte veres ja koest voolavas venoosses veres. Inimese füüsilise puhkeolekus on AUC keskmine väärtus 25-35%. Isegi niitmise ajal ei ole CUC väärtus erinevates organites sama. Puhkeolekus on müokardi CV umbes 70%.

Füüsilise aktiivsuse ajal tõuseb hapniku kasutamise määr 50-60% -ni ning mõnes kõige aktiivsemalt töötavas lihases ja südames võib see ulatuda 90% -ni. See CUC suurenemine lihastes on tingitud eelkõige nende verevoolu suurenemisest. Samal ajal avanevad kapillaarid, mis puhkeolekus ei funktsioneerinud, difusiooni pindala suureneb ja hapniku difusioonikaugused vähenevad. Verevoolu suurenemine võib olla põhjustatud nii refleksiivselt kui ka kohalike tegurite mõjul, mis laiendavad lihassooni. Sellised tegurid on töötava lihase temperatuuri tõus, pCO 2 tõus ja vere pH langus, mis mitte ainult ei aita kaasa verevoolu suurenemisele, vaid põhjustavad ka hemoglobiini afiinsuse vähenemist hapniku suhtes. hapniku difusiooni kiirenemine verest kudedesse.

Hapniku pinge vähenemist kudedes või raskusi selle kasutamisel kudede hingamisel nimetatakse hüpoksia. Hüpoksia võib olla tingitud kopsude ventilatsiooni või vereringe häiretest, gaaside difusiooni häiretest kudedes, samuti rakuliste ensüümide ebapiisava aktiivsuse tagajärjel.

Kudede hüpoksia teket skeletilihastes ja südames takistab teatud määral nendes sisalduv kromoproteiin müoglobiin, mis toimib hapniku depoona. Müoglobiini proteesrühm on sarnane hemoglobiini heemiga ja molekuli valguosa on esindatud ühe polüpeptiidahelaga. Üks müoglobiini molekul on võimeline siduma ainult ühte hapnikumolekuli ja 1 g müoglobiini - 1,34 ml hapnikku. Müoglobiini on eriti palju müokardis – keskmiselt 4 mg/g koe kohta. Müoglobiini täieliku hapnikuga varustatuse korral on 1 g koe hapnikuvarustus 0,05 ml. Sellest hapnikust võib piisata 3-4 südame kontraktsiooniks. Müoglobiini afiinsus hapniku suhtes on kõrgem kui hemoglobiinil. Müoglobiini poolküllastuse rõhk P50 on vahemikus 3–4 mmHg. Art. Seetõttu säilitab lihas piisava verevarustuse tingimustes hapnikku ja vabastab selle alles siis, kui ilmnevad hüpoksiale lähedased tingimused. Müoglobiin seob inimestel kuni 14% kogu keha hapnikuhulgast.

Viimastel aastatel on avastatud ka teisi valke, mis suudavad kudedes ja rakkudes hapnikku siduda. Nende hulgas on valk neuroglobiin, mida leidub ajukoes ja silma võrkkestas, ning tsütoglobiin, mida leidub neuronites ja muud tüüpi rakkudes.

Hüperoksia - suurenenud hapnikusisaldus veres ja kudedes võrreldes normaalsega. See seisund võib areneda, kui inimene hingab puhast hapnikku (täiskasvanu jaoks on selline hingamine lubatud mitte rohkem kui 4 tundi) või kui ta asetatakse kõrge õhurõhuga kambritesse. Hüperoksiaga võivad hapnikutoksilisuse sümptomid järk-järgult areneda. Seetõttu ei tohiks kõrge hapnikusisaldusega gaasisegu pikaajalisel hingamisel selle sisaldus ületada 50%. Suurenenud hapnikusisaldus sissehingatavas õhus on eriti ohtlik vastsündinutele. Puhta hapniku pikaajaline sissehingamine tekitab võrkkesta, kopsuepiteeli ja mõnede ajustruktuuride kahjustuse riski.

Süsinikdioksiidi gaasivahetus

Tavaliselt kõigub süsihappegaasi pinge arteriaalses veres vahemikus 35-45 mm Hg. Art. Süsinikdioksiidi pingegradient sissevoolava arteriaalse vere ja kudede kapillaari ümbritsevate rakkude vahel võib ulatuda 40 mm Hg-ni. Art. (40 mm Hg arteriaalses veres ja kuni 60-80 mm rakkude sügavates kihtides). Selle gradiendi mõjul difundeerub süsinikdioksiid kudedest kapillaarverre, põhjustades selle pinge tõusu 46 mm Hg-ni. Art. ja süsinikdioksiidi sisalduse suurenemine 56-58 mahuprotsendini. Umbes veerand kogu koest verre eralduvast süsihappegaasist seondub hemoglobiiniga, ülejäänu ühineb tänu ensüümile karboanhüdraasile veega ja moodustab süsihappe, mis Na" ja K" ioonide lisamisel kiiresti neutraliseeritakse. ja transporditakse nende bikarbonaatide kujul kopsudesse.

Lahustunud süsihappegaasi kogus inimkehas on 100-120 liitrit. See on ligikaudu 70 korda suurem hapnikuvaru veres ja kudedes. Kui süsihappegaasi pinge veres muutub, toimub selle intensiivne ümberjaotumine selle ja kudede vahel. Seega, kui ventilatsioon on ebapiisav, muutub süsihappegaasi tase veres aeglasemalt kui hapniku tase. Kuna rasv- ja luukude sisaldavad eriti suures koguses lahustunud ja seotud süsihappegaasi, võivad need toimida puhvrina, sidudes hüperkapnia ajal süsihappegaasi ja vabastades selle hüpokapnia ajal.

0

Gaasivahetus kopsudes ja kudedes

Me hingame atmosfääriõhku. See sisaldab ligikaudu 21% hapnikku, 0,03% süsinikdioksiidi, peaaegu 79% lämmastikku ja veeauru. Õhk, mida me välja hingame, erineb koostiselt atmosfääriõhust. See sisaldab juba 16% hapnikku, umbes 4% süsihappegaasi ja veeauru on rohkem. Lämmastiku hulk ei muutu.

Gaasivahetus kopsudes- see on gaasivahetus alveolaarse õhu ja kopsukapillaaride vere vahel difusiooni teel. Kopsudes vabaneb veri süsinikdioksiidist ja küllastub hapnikuga.

Kopsuvereringe arterite kaudu saavad kopsud hapnikuvaba veri. Õhk, mida inimene sisse hingab, sisaldab palju rohkem hapnikku kui venoosne veri. Seetõttu selle tulemusena ta difusioon läbib alveoolide ja kapillaaride seinu vabalt verre. Siin hapnik ühineb hemoglobiini- erütrotsüütide punane pigment. Veri küllastub hapnikuga ja muutub arteriaalne. Samal ajal siseneb süsinikdioksiid alveoolidesse. Tänu kopsuhingamisele hoitakse alveoolide õhus hapniku ja süsinikdioksiidi suhe konstantsel tasemel ning gaasivahetus vere ja alveolaarne õhk käib pidevalt, olenemata sellest, kas me hingame parasjagu õhku või hoiame hinge kinni.

Gaasivahetus kopsudes toimub erinevuse olemasolu tõttu osaline rõhk hingamisteede gaasid. Osaline (st osaline) rõhk on osa kogurõhust, mis moodustab iga gaasi osa gaasisegus. Seda rõhku mõõdetakse mmHg. Art. Osarõhk sõltub gaasi protsendist gaasisegus: mida suurem protsent, seda suurem on osarõhk.

Osarõhku saab arvutada Daltoni valemiga: p = (P x a)/100, kus p on antud gaasi osarõhk, P on gaasisegu kogurõhk mm Hg. Art., a on gaasi protsent gaasisegus. Näiteks hapniku osarõhk sissehingatavas õhus on: (760 x 20,94)/100 = 159 mmHg. Art. Süsinikdioksiidi osarõhk sissehingatavas õhus on 0,2 mmHg. Art. Kopsualveoolides on hapniku osarõhk 106 mmHg. Art., Ja süsinikdioksiid - 40 mm Hg. Art. Seetõttu liiguvad hapnik ja süsinikdioksiid kõrgema rõhuga piirkonnast madalama rõhuga piirkonda.

Gaasivahetus kudedes- see on gaasivahetus sissevoolava arteriaalse vere, rakkudevahelise vedeliku, rakkude ja väljavoolava venoosse vere vahel. Selle vahetuse mehhanism on sama, mis kopsudes. See on difusioon, mis on seotud gaaside osarõhu erinevusega veres, rakkudevahelises vedelikus ja keharakkudes. Kudedes eraldab veri hapnikku ja on süsihappegaasiga küllastunud.

Arteriaalne veri süsteemse vereringe veresoonte kaudu suunatakse see keha organitesse. Arteriaalses veres on hapnikusisaldus suurem kui koerakkudes. Seetõttu hapnik tänu difusioon läbib kapillaaride õhukeste seinte vabalt rakkudesse. Hapnikku kasutatakse bioloogiliseks oksüdatsiooniks ning vabanev energia läheb raku elutähtsatesse protsessidesse. See tekitab süsihappegaasi, mis siseneb koerakkudest verre. Arteriaalne veri muutub venoosne. See naaseb kopsudesse ja muutub siin jälle arteriaalseks.

Teatavasti lahustuvad gaasid halvasti soojas vees ja veelgi halvemini soojas ja soolases vees. Kuidas seletada, et hapnik tungib verre, hoolimata sellest, et veri on soe ja soolane vedelik? Vastus sellele küsimusele peitub omadustes hemoglobiini punased verelibled, mis kannavad hapnikku hingamiselunditest kudedesse ja neist - süsinikdioksiidi hingamisorganitesse. Selle molekul suhtleb keemiliselt hapnikuga: see püüab kinni 8 hapnikuaatomit ja toimetab need kudedesse.

Kopsude elutähtis maht

Kopsude elutähtis maht- see on suurim õhuhulk, mida saab pärast maksimaalset sissehingamist välja hingata. See võimsus on võrdne loodete mahu, sissehingamise reservmahu ja väljahingamise reservmahu summaga. See näitaja jääb vahemikku 3500–4700 ml. Kopsude erinevate mahtude ja võimsuste määramiseks kasutatakse spetsiaalseid seadmeid: spiromeetrid , spirograafid ja jne.

Kui palute inimesel kõige sügavamalt hingata ja seejärel kogu õhk välja hingata, on väljahingatav õhu maht elutähtis võime(VEL). On selge, et isegi pärast seda väljahingamist jääb kopsudesse õhku alles - jääkõhk- umbes 1000–1200 cm3.

Kopsude elutähtsus oleneb inimese vanusest, soost, pikkusest ja lõpuks ka inimese treenituse astmest. Olulise õhu mahu arvutamiseks võite kasutada järgmisi valemeid:

VC (l) mehed = 2,5 x pikkus (m); VC (l) naised = 1,9 x pikkus (m).

Eluvõime on kopsude elutähtsus (liitrites), kõrgus tuleb väljendada meetrites ning 2,5 ja 1,9 on katseliselt leitud koefitsiendid. Kui kopsude tegelik elutähtsus osutub arvutuslike väärtustega võrdseks või sellest suuremaks, tuleb tulemused lugeda headeks, kui väiksemaks, siis halvaks. Kopsude elutähtsust mõõdetakse spetsiaalse aparaadiga – spiromeetriga.

Millised on kõrge elujõulisusega inimeste eelised? Raske füüsilise töö ajal, näiteks joostes, saavutatakse kopsude ventilatsioon sügava hingamise kaudu. Inimene, kelle kopsude elutähtsus on väike ja hingamislihased nõrgad, peab hingama sageli ja pinnapealselt. See toob kaasa asjaolu, et värske õhk jääb hingamisteedesse ja ainult väike osa sellest jõuab kopsudesse. Selle tulemusena saavad kuded ebaolulises koguses hapnikku ja inimene ei saa tööd jätkata.

Tervist parandava võimlemise süsteem sisaldab tingimata hingamisharjutusi. Paljud neist on suunatud kopsude ülaosa ventileerimisele, mis reeglina on enamikul inimestel halvasti ventileeritud. Kui tõstad käed üles, painutad tagasi ja hingad sisse, tõmbavad lihased rindkere ülaosa üles ja kopsude tipud tuulutuvad. Hästi arenenud kõhulihased aitavad läbi viia täielikku hingamist. See tähendab, et hingamislihaseid arendades saame suurendada rinnaõõne mahtu ja seega ka elujõudu.