Tüdőgázcsere

A tüdő a testünk legkiterjedtebb belső szerve. Ezek nagyon hasonlítanak egy fához (ezt a szakaszt hörgőfa-nak nevezik), buborékok-gyümölcsökkel (alveolák) lógnak. Ismert, hogy a tüdőben közel 700 millió alveolit ​​tartalmaznak. És ez funkcionálisan indokolt - a főbb szerepet játszják a légcserében. Az alveolák falai annyira rugalmasak, hogy belélegezve többször is nyúlhatnak. Ha összehasonlítjuk az alveolák és a bőr felszínét, akkor elképesztő tényező nyílik meg: a látszólagos tömörség ellenére az alveolák tízszerese a bőr területének.

Tüdőgázcsere

Fény - testünk nagy munkásai. Folyamatosan mozognak, most szerződnek, most nyúlik. Ez éjjel-nappal történik a vágyunk ellen. Ez a folyamat azonban nem nevezhető teljesen automatikusnak. Elég félig automatikus. Tudatosan tudjuk tartani a lélegzetünket, vagy kényszeríteni. A lélegzés a test egyik legszükségesebb funkciója. Nem helyénvaló emlékeztetni arra, hogy a levegő gázkeverék: oxigén (21%), nitrogén (kb. 78%), szén-dioxid (kb. 0,03%). Ezenkívül inert gázokat és vízgőzöket tartalmaz.

A biológia tanulságaiból sokan talán emlékeznek a mészvíz tapasztalatára. Ha egy szalmából kilép a tiszta mészvízbe, zavarossá válik. Ez vitathatatlan bizonyíték arra, hogy a szén-dioxid lejártát követő levegő sokkal többet tartalmaz: körülbelül 4%. Ugyanakkor az oxigén mennyisége csökken, és 14% -ot tesz ki.

Mi szabályozza a tüdőt vagy a légzőszerveket

A tüdőben lévő gázcsere mechanizmusa nagyon érdekes folyamat. Önmagukban a tüdő nem nyúlik és nem zsugorodik az izom munkája nélkül. A pulmonalis légzésben részt vesznek az interosztális izmok és a membrán (a mellkas és a hasüreg határán egy speciális lapos izom). Amikor a membrán megköti, a tüdőben lévő nyomás csökken, és a levegő természetesen áramlik a szervbe. A kilégzés passzívan következik be: a rugalmas tüdő maguk is kiszorítják a levegőt. Bár néha az izmait a kilégzés során csökkenthetjük. Ez aktív légzéssel történik.

Az egész folyamatot az agy irányítja. A medulla a légzés szabályozási központja. Reagál a vérben lévő szén-dioxid jelenlétére. Amint kisebb lesz, az idegutak középpontja jelet küld a membránnak. Van egy folyamat, amely csökkenti, és eljön a lélegzet. Ha a légutak sérültek, a pácienst mesterséges eszközökkel szellőztetjük.

Hogyan történik a gázcsere a tüdőben?

A tüdő fő feladata nem csupán a levegő lepárlása, hanem a gázcsere folyamata. A tüdőben a belélegzett levegő összetétele megváltozik. És itt a fő szerep a keringési rendszerhez tartozik. Mi a testünk keringési rendszere? A nagy folyók képviselhetik a kis folyók mellékfolyóit, amelyekbe a patakok folynak. Ilyen alveolákat ilyen kapilláris rivuletekkel átszúrunk.

Az alveolába belépő oxigén behatol a kapilláris falakba. Ez azért van, mert a vér és a levegő az alveolákban, a nyomás eltérő. A vénás vérnek kevesebb a nyomása, mint az alveoláris levegő. Ezért az alveolák oxigénje a kapillárisokba rohan. A szén-dioxid nyomása kisebb az alveolákban, mint a vérben. Emiatt a vénás vérből származó szén-dioxidot az alveolák lumenjére küldik.

A vérben speciális sejtek - vörösvérsejtek, amelyek hemoglobin fehérjét tartalmaznak. Az oxigén a hemoglobinhoz csatlakozik, és ebben a formában a testen keresztül utazik. Az oxigénnel dúsított vért artériának nevezik.

További vér kerül a szívbe. A szív, egy másik fáradhatatlan munkásunk, az oxigénnel dúsított vért vezeti a szövetek sejtjeibe. Továbbá a „patakfolyamok” mentén az oxigénnel együtt vér kerül a test minden sejtjébe. A sejtekben oxigént bocsát ki, széndioxidot vesz fel - egy hulladéktermék. És a fordított folyamat kezdődik: szöveti kapillárisok - vénák - szív- tüdő. A tüdőben a szén-dioxiddal dúsított vénák ismét belépnek az alveolákba, és a levegő többi részével kiszorulnak. A szén-dioxidot, valamint az oxigént hemoglobinon keresztül szállítják.

Tehát az alveolákban kettős gázcsere van. Ezt az egész folyamatot az alveolák nagy felületének köszönhetően azonnal elvégezzük.

Nem légzési funkció

A tüdő értékét nem csak a légzés határozza meg. A szervezet további funkciói:

• mechanikai védelem: a steril levegő belép az alveolákba;
• immunvédelem: a vér különböző patogén faktorok elleni antitesteket tartalmaz;
• tisztítás: a vér eltávolítja a szervezetből a mérgező gázokat;
• a sav-bázis vér egyensúlyának támogatása;
• a vér kis vérrögökből való tisztítása.

De fontosnak tűnik, hogy a tüdő fő munkája lélegzik.

Gázcsere a szövetekben és a tüdőben. A légzőrendszer szerkezete

A test egyik legfontosabb funkciója a légzés. Ennek során a szövetekben és a tüdőben gázcsere történik, amelyben a redox-egyensúly fennmarad. A légzés összetett folyamat, amely oxigénnel biztosítja a szöveteket, a sejtek anyagcsere során történő felhasználását és a negatív gázok eltávolítását.

A légzés szakaszai

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan történik a gázcsere a szövetekben és a tüdőben, meg kell ismernünk a légzés szakaszát. Három közülük:

1. Külső légzés, amelyben gázcsere történik a test sejtjei és a külső légkör között. A külső opció a külső és belső levegő közötti gázok cseréjére, valamint a gázok cseréjére a tüdő és az alveoláris levegő között oszlik meg.
2. Gázok szállítása. A szervezetben lévő gáz szabad állapotban van, a többit pedig egy kötött állapotban hemoglobinnal transzferáljuk. Gázcsere a szövetekben és a tüdőben hemoglobinon keresztül történik, amely legfeljebb húsz százalék szén-dioxidot tartalmaz.
3. Szövet légzés (belső). Ez a típus a vér és a szövetek közötti gázcserére, valamint a sejtek oxigénfelvételére és a különböző hulladéktermékek (metán, szén-dioxid stb.) Felszabadítására osztható.

A légzési folyamatokban nemcsak a tüdő és a légutak, hanem a mellkasi izmok, valamint az agy és a gerincvelő is részt vesznek.

Gázcsere folyamat

A tüdő levegőtelítettsége és a kilégzés során a kémiai szint változik.

A kilégzett levegőben nulla fokos hőmérsékleten és 765 mm Hg nyomáson. A cikk mintegy tizenhat százalékos oxigént, négy százalékos szén-dioxidot tartalmaz, a többi nitrogén. 37 ° C hőmérsékleten az alveolák levegője gőzzel telített, ebben a folyamatban a nyomás változik, ami ötven milliméter higanyra esik. Az alveoláris levegőben a gázok nyomása valamivel több mint hétszáz mm higany. Art. Ez a levegő 15% oxigént, hat szén-dioxidot tartalmaz, a többi nitrogén és egyéb szennyeződések.

A tüdőben és szövetekben a gázcsere fiziológiája szempontjából a szén-dioxid és az oxigén közötti részleges nyomás különbsége nagy jelentőséggel bír. Az oxigén részleges nyomása körülbelül 105 Hgmm. A vénás vérben háromszor kevesebb. E különbség miatt az oxigén áramlik az alveoláris levegőből a vénás vérbe. Így telítődése és artériás transzformációja következik be.

CO részleges nyomás₂ kevesebb, mint ötven milliméter higanyt, és az alveoláris levegőben - negyven. Ennek a kis különbségnek köszönhetően a szén-dioxid a vénából az alveoláris vérbe jut, és a kilégzés során a szervezet kiválasztódik.

A szövetekben és a tüdőben lévő gázcserét a hajók kapilláris hálózatával végezzük. Falakon keresztül a sejtek oxigenizálódnak, és szén-dioxidot is eltávolítanak. Ez a folyamat csak a nyomáskülönbség figyelembevételével figyelhető meg: a sejtekben és szövetekben az oxigén eléri a nullát, és a szén-dioxid nyomása körülbelül hatvan mm Hg. Art. Ez lehetővé teszi, hogy áthaladjon₂ a sejtektől az erekig, a vénát vénába fordítva.

Gázszállítás

A tüdőben a külső légzés során a vénás vér artériás vérré alakul át az oxigén és a hemoglobin kombinálásával. A reakció eredményeként oxihemoglobin képződik. A test sejtjeinek elérésekor ez az elem szétesik. A vérben képződő bikarbonátokkal kombinálva a szén-dioxid belép a vérbe. Ennek eredményeként a sók képződnek, de ennek során a reakció változatlan marad.

A tüdőhöz jutva bikarbonátok szétesnek, így oxihemoglobin-alkáli csoportot kapnak. Ezután a bikarbonátokat szén-dioxiddá és vízgőzké alakítjuk. Mindezek a bomlástermékek a kilégzés során kikerülnek a szervezetből. A tüdőben és a szövetekben a gázcsere mechanizmusát a szén-dioxid és az oxigén sókká alakítja. Ebben az állapotban ezeket az anyagokat a vér szállítja.

A tüdő szerepe

A tüdő fő funkciója a levegő és a vér közötti gázok cseréjének biztosítása. Ez a folyamat az orgona hatalmas területe miatt lehetséges: egy felnőttnél 90 m 2 és az ICC edényeinek majdnem azonos területe, ahol a vénás vér oxigénnel telített és szén-dioxid szabadul fel.

A kilégzés során a szervezetből több mint kétszáz különböző anyag kerül kiválasztásra. Nemcsak a szén-dioxid, hanem az aceton, a metán, az éterek és az alkoholok, a vízgőzök stb.

A kondicionálás mellett a tüdő funkciója a test védelme a fertőzésektől. Belélegzéskor az összes kórokozót elhelyezik a légzőrendszer falain, beleértve az alveolákat is. Ezek olyan makrofágokat tartalmaznak, amelyek mikrobákat rögzítenek és elpusztítják őket.

A makrofágok olyan kemotaktikus anyagokat termelnek, amelyek a granulocitákat vonzzák: elhagyják a kapillárist és közvetlenül részt vesznek a fagocitózisban. A mikroorganizmusok felszívódása után a makrofágok átjuthatnak a nyirokrendszerbe, ahol gyulladás léphet fel. A patológiai szerek leukocita antitesteket termelnek.

Metabolikus funkció

A tüdő funkcióinak jellemzői közé tartozik az anyagcsere-tulajdonság. A metabolikus folyamatok során a foszfolipidek és fehérjék képződése, szintézise. A heparin szintézis a tüdőben is előfordul. A légzőszervek részt vesznek biológiailag aktív anyagok kialakításában és megsemmisítésében.

Általános légzési minta

A légzőrendszer szerkezetének sajátossága lehetővé teszi, hogy a légtömegek könnyen átjuthassanak a légutakon és a tüdőbe, ahol anyagcsere-folyamatok lépnek fel.

A levegő belép a légzőrendszerbe az orrjáraton keresztül, majd áthalad az oropharynxon a légcsőbe, ahonnan a tömeg eléri a hörgőket. Miután áthaladt a hörgőfán, a levegő belép a tüdőbe, ahol a különböző típusú levegőcsere történik. A folyamat során az oxigént szívja fel a vérsejtek, a vénás vért artériás vérké alakítják át, és a szívbe szállítják, és onnan a test egészében szállítják.

A légzőrendszer anatómiája

A légzőrendszer szerkezete maga szabadítja ki a légutakat és a légutakat. Az utóbbit a tüdő képviseli, ahol gázcsere történik a légtömeg és a vér között.

A levegő átjut a légutakba a légutakon keresztül, amelyet az orrüreg, a gége, a légcső és a hörgők képviselnek.

Pneumatikus rész

A légzőrendszer az orrüreggel kezdődik. A porózus szeptum két részre oszlik. Az orr elülső csatornái kommunikálnak a légkörrel, és mögötte az orrnyálkahártyával.

Az orrról belép a szájába, majd a garat gége részébe. Itt van a légúti és emésztőrendszerek keresztezése. Az orrjáratok patológiájával a légzés a szájon keresztül történhet. Ebben az esetben a levegő a garatba, majd a gégebe kerül. A hatodik nyaki csigolya szintjén helyezkedik el, amely magasságot képez. A légzőrendszer ez a része beszélgetés közben eltolódhat.

A felső nyíláson keresztül a gége kommunikál a garattal, és alulról az orgona átmegy a légcsőbe. Ez a gége folytatása, és húsz, nem teljes porc gyűrűből áll. Az ötödik mellkasi csigolya szintjén a légcső egy hörgőpárra oszlik. A tüdőbe mennek. A hörgők részekre vannak osztva, fordított fát képezve, amely úgy tűnt, hogy a tüdőben lévő ágakat kihajtja.

A légzőrendszert a tüdő végzi. A szív mindkét oldalán a mellkasi üregben találhatók. A tüdő részvényekre oszlik, amelyek mindegyike szegmensekre oszlik. Ezek szabálytalan kúp alakúak.

A tüdő szegmensei több részre oszlanak - a bronchiolokra, amelyek falain az alveolák találhatók. Ezt az egész komplexet alveolárnak nevezik. Ez a gázcsere történik.

8.3. Tüdőgázcsere

8.3. Tüdőgázcsere

A belélegzett, kilégzett és alveoláris levegő összetétele. A tüdő szellőzése belélegzéssel és kilégzéssel jár. Ezáltal viszonylag állandó gázkészítményt tartunk fenn az alveolokban. A személy légköri levegőt oxigéntartalommal (20,9%) és szén-dioxid-tartalommal (0,03%) lélegez, és kilégzi a levegőt, amelyben az oxigén 16,3%, szén-dioxid - 4%. Az oxigén alveoláris levegőben - 14,2%, szén-dioxid - 5,2%. Az alveoláris levegőben a megnövekedett szén-dioxid-tartalmat azzal magyarázza, hogy kilégzéskor a légzőszervekben és a légutakban lévő levegő keveredik az alveoláris levegővel.

Gyermekeknél a pulmonális szellőzés alacsonyabb hatékonysága mind a kilégzett, mind az alveoláris levegő eltérő gázösszetételében fejeződik ki. Minél fiatalabb a gyermek, annál nagyobb az oxigén százalékos aránya, és minél kisebb a szén-dioxid aránya a kilégzett és alveoláris levegőben, azaz az oxigént kevésbé hatékonyan használja a gyermek teste. Ezért, ha a gyerekek ugyanazt az oxigénmennyiséget fogyasztják, és ugyanolyan mennyiségű szén-dioxidot szabadítanak fel, a légúti támadásokat sokkal gyakrabban kell elvégezni.

Gázcsere a tüdőben. A tüdőben az alveoláris levegő oxigénje átjut a vérbe, és a vérből származó szén-dioxid a tüdőbe kerül.

A gázok mozgása diffúziót biztosít. A diffúzió törvényei szerint a nagy részleges nyomású közegből a gáz kisebb nyomású közegre terjed ki. A részleges nyomás a teljes nyomásnak a része, amelyet a gázkeverékben lévő gáz képez. Minél nagyobb a gáz százalékos aránya a keverékben, annál nagyobb a részleges nyomás. A folyadékban oldott gázok esetében a "stressz" kifejezést alkalmazzuk, amely megfelel a szabad gázokhoz használt "résznyomás" kifejezésnek.

A tüdőben gázcsere történik az alveolákban és a vérben lévő levegő között. Alveoli fonott vastag kapilláris hálózat. Az alveolák és a kapillárisok falai nagyon vékonyak. A gázcsere megvalósításához a meghatározó körülmények az a felület, amelyen keresztül a gázok diffúziója következik be, és a diffúziós gázok részleges nyomásának (feszültség) különbsége. A tüdő ideálisan megfelel ezeknek a követelményeknek: mély lélegzet esetén az alveolák nyúlik és a felülete 100-150 négyzetmétert ér el. m (nem kevésbé nagy, és a kapillárisok felülete a tüdőben) elegendő különbség van az alveoláris levegőgázok résznyomásában és a gázok feszültségében a vénás vérben.

Oxigén kötődés vérrel. A vérben az oxigén kombinálódik a hemoglobinnal, amely egy instabil vegyületet képez - oxi-hemoglobin, amelynek 1 g-ja 1,34 cu-t képes kötni. cm oxigén. Az előállított oxihemoglobin mennyisége közvetlenül arányos az oxigén részleges nyomásával. Az alveoláris levegőben az oxigén részleges nyomása 100–110 mm Hg. Art. Ilyen körülmények között a vér hemoglobin 97% -a oxigénhez kötődik.

Oxihemoglobin formájában a tüdőből származó oxigént a vérbe szállítja a szövetekbe. Itt az oxigén részleges nyomása alacsony, és az oxihemoglobin disszociál, felszabadítja az oxigént, ami oxigénnel biztosítja a szöveteket.

A szén-dioxid jelenléte a levegőben vagy a szövetekben csökkenti a hemoglobin oxigénkötő képességét.

A szén-dioxid kötődése a vérrel. A szén-dioxidot a vérben nátrium-hidrogén-karbonát és kálium-hidrogén-karbonát vegyi anyagaiban szállítják. Ennek egy részét hemoglobin szállítja.

A szövetek kapillárisaiban, ahol a szén-dioxid feszültsége magas, a szénsav és a karboxi-hemoglobin képződik. A tüdőben a vörösvérsejtekben lévő szénsav-anhidráz hozzájárul a dehidratációhoz, ami a szén-dioxidnak a vérből történő elmozdulásához vezet.

Gázcsere a gyermekek tüdejében szorosan kapcsolódik a sav-bázis egyensúly szabályozásához. Gyermekeknél a légzőközpont nagyon érzékeny a vér pH-reakciójának legkisebb változására. Ennélfogva, még akkor is, ha az egyensúly enyhén változik a savasodás felé, a gyermekek légszomj. A tüdő diffúziós kapacitásának kialakulásával az alveolok teljes felületének növekedése miatt nő.

A szervezet oxigénigénye és a szén-dioxid felszabadulása a testben lévő oxidatív folyamatok szintjétől függ. Az életkorral ez a szint csökken, ami azt jelenti, hogy a gázcsere 1 kg tömegre eső mennyisége csökken, amikor a gyermek nő.

Gázcsere a tüdőben és a szövetekben

Az ember lehelete. A tüdő szerkezete és működése

A lélegzés a test egyik létfontosságú funkciója, amelynek célja a redox folyamatok optimális szintjének fenntartása a sejtekben. A légzés olyan összetett élettani folyamat, amely biztosítja az oxigén szállítását a szövetekbe, a sejtek által az anyagcsere folyamatában történő felhasználását és a képződött szén-dioxid eltávolítását.

A teljes légzési folyamat három szakaszra osztható: külső légzés, gázok és szöveti légzés útján történő szállítás.

A külső légzés a szervezet és a környező levegő közötti gázcsere, vagyis a légkör. A külső légzés két szakaszra osztható: a légköri és az alveoláris levegő közötti gázcsere; gázcsere a pulmonalis kapillárisok és az alveoláris levegő között.

Gázok szállítása. A szabadban oldott állapotban lévő oxigént és szén-dioxidot viszonylag kis mennyiségben szállítják, ezeknek a gázoknak a nagy részét kötött állapotban szállítják. Az oxigén fő hordozója a hemoglobin. A hemoglobin akár 20% szén-dioxidot is szállít. A többi szén-dioxidot plazma bikarbonát formájában szállítjuk.

Belső vagy szöveti légzés. Ez a légzési szakasz két részre osztható: a vér és a szövetek közötti gázcsere, valamint a sejtek oxigénfogyasztása és a szén-dioxid felszabadulása a diszimiláció terméke.

A külső légzést a mellkas, a tüdő, a légzőrendszer (1. ábra) és az agy és a gerincvelő idegrendszereinek izom-csontrendszeri szerkezete biztosítja.

Ábra. 1. Az emberi légzőszervek morfológiai struktúrái

A tüdő élettani szerepe és tulajdonságai

A tüdő legfontosabb funkcióját - biztosítva a gázcserét az alveoláris levegő és a vér között - a tüdő nagy gázcserélő felülete (egy felnőttnél átlagosan 90 m 2) és a pulmonáris keringés nagy vérkapilláris területeinek köszönhetően (70-90 m 2) érik el.

A tüdő kiválasztódási funkciója - több mint 200 illékony anyag eltávolítása a testben, vagy kívülről történő behatolás. Különösen a testben képződő szén-dioxid, metán, aceton, exogén anyagok (etil-alkohol, etil-éter), kábítószeres gázhalmazállapotú anyagok (halotán, dinitrogén-oxid) különböző mértékben távolítják el a vérből a tüdőbe. A víz az alveolák felszínéről is elpárolog.

A légkondicionálás mellett a tüdő is részt vesz a szervezet fertőzés elleni védelmében. Az alveolák falain elhelyezkedő mikroorganizmusokat alveoláris makrofágok rögzítik és elpusztítják. Az aktivált makrofágok olyan kemotaktikus tényezőket hoznak létre, amelyek neutrofil és eozinofil granulocitákat vonzanak a kapillárisokból és részt vesznek a fagocitózisban. Az elnyelt mikroorganizmusokkal rendelkező makrofágok képesek a nyirokkapillárisokba és csomókba migrálni, amelyekben gyulladásos reakció alakulhat ki. A tüdőben lizozim, interferon, immunoglobulinok (IgA, IgG, IgM), specifikus leukocita antitestek védelme érdekében a test védelme érdekében fontos a tüdőben a lizozim, az interferon, az immunoglobulinok (IgA, IgG, IgM).

A tüdő szűrése és hemosztatikus működése - amikor a vér áthalad egy kis körben a tüdőben, kis vérrögök és embóliák maradnak meg és eltávolulnak a vérből.

A trombit a tüdő fibrinolitikus rendszere elpusztítja. A tüdő a heparin legfeljebb 90% -át szintetizálja, ami a vérbe jutás megelőzi a véralvadást és javítja a reológiai tulajdonságokat.

A tüdőben a vérkeringés a keringő vérmennyiség 15% -át érheti el. Ugyanakkor a vérkeringésből a tüdőbe bejutott vér nem kapcsol ki. Megfigyelték a mikrocirkulációs ágy és a tüdő vénáinak vérfeltöltését, és a „lerakódott” vér továbbra is részt vesz az alveoláris levegővel történő gázcserében.

Az anyagcsere-funkciók közé tartozik a foszfolipidek és a felületaktív fehérjék képződése, a kollagén és rugalmas rostok alkotta fehérjék szintézise, ​​a hörgők nyálkahártyáját képező mucopoliszacharidok előállítása, a heparin szintézise, ​​a biológiailag aktív és egyéb anyagok kialakulásában és megsemmisítésében való részvétel.

A tüdőben az angiotenzin I egy nagyon aktív vazokonstriktor faktor, az angiotenzin II, a bradykinin 80% -kal inaktiválódik, a szerotonin befogódik és lerakódik, és a norepinefrin 30-40% -a letétbe kerül. Ezekben a hisztamin inaktiválódik és felhalmozódik, az inzulin 25% -áig, az E és F csoport prosztaglandinjainak 90-95% -a inaktiválódik; A prosztaglandin (vazodilatátor prosztaniklin) és a nitrogén-oxid (NO) képződik. A depressziós biológiailag aktív anyagok stressz alatt szabadulhatnak fel a tüdőből a vérbe, és hozzájárulhatnak a sokkreakciók kialakulásához.

Táblázat. Nem légzési funkció

függvény

vonás

Levegőtisztítás (sejtes epithelium sejtjei. Reológiai tulajdonságok), celluláris (alveoláris makrofágok, neutrofilek, limfociták), humorális (immunglobulinok, komplement, laktoferrin, antiproteazok, interferon) immunitás, lizozim (serózsejtek, alveoláris makrofágok)

Fiziológiailag aktív anyagok szintézise

Bradykinin, szerotonin, leukotriének, A2-tromboxán, kininek, prosztaglandinok, NO

Különböző anyagok metabolizmusa

Egy kis körben a bradykinin legfeljebb 80% -a, a szerotonin legfeljebb 98% -a, a kalicrein legfeljebb 60% -a inaktiválódik.

A felületaktív anyagok (felületaktív anyagok) szintézise, ​​saját sejtszerkezeteinek szintézise

Kollagén és elasztin szintézise (a tüdő "kerete")

Mri hipoxia a felhasznált Cb 1/3-át a glükóz oxidációjánál

Prostaciklin, NO, ADP, fibrinolízis szintézise

Az anyagcsere termékek eltávolítása

Vízfelszívás a felszínről, transzkapilláris csere (izzadás)

Hőátadás a felső légutakban

Legfeljebb 500 ml vér

Hypoxikus vazokonstrikció

A tüdő vascularis szűkítése, az O2 csökkenése az alveolokban

Tüdőgázcsere

A tüdő legfontosabb funkciója a gázcsere biztosítása a pulmonáris alveolák és a kis kapillárisok vére között. A gázcsere mechanizmusainak megértéséhez meg kell ismerni az egymás között kicserélő közeg gázösszetételét, az alveolokapilláris szerkezetek tulajdonságait, amelyeken keresztül a gázcsere történik, és figyelembe kell venni a pulmonáris véráramlás és a szellőzés jellemzőit.

Alveoláris és kilégzett levegő összetétele

A légköri, alveoláris (a tüdő alveolákban található) és a kilégzett levegő összetételét a 2. táblázat tartalmazza. 1.

1. táblázat: A fő gázok tartalma a légköri, alveoláris és kilégzett levegőben

Az alveoláris levegőben lévő gázok százalékos arányának meghatározása alapján kiszámítják a részleges nyomást. Az alveoláris gázban a vízgőz nyomásának kiszámításakor feltételezzük, hogy 47 mm Hg. Art. Például, ha az alveoláris gáz oxigéntartalma 14,4%, és a légköri nyomás 740 mm Hg. Akkor az oxigén részleges nyomása (p0₂) lesz: p0₂ = [(740-47) / 100] 14,4 = 99,8 mmHg. Art. A nyugalmi körülmények között az alveoláris gáz oxigén részleges nyomása 100 mm Hg körül ingadozik. És a szén-dioxid részleges nyomása körülbelül 40 mm Hg. Art.

A belégzés és a kilégzés csendes légzéssel történő váltása ellenére az alveoláris gáz összetétele csak 0,2-0,4% -kal változik, az alveoláris levegő összetételének viszonylagos állandósága fennmarad, és a gázcsere és a vér között folyamatosan folytatódik. Az alveoláris levegő összetételének állandósága a tüdő szellőztető tényezőjének kis értéke miatt fennmarad (CL). Ez az együttható megmutatja, hogy a funkcionális maradékkapacitást mennyi légköri levegőre cseréljük 1 légzési ciklusban. Általában a CWL értéke 0,13-0,17 (azaz csendes lélegzet esetén az IU kb. 1/7-ét cserélik). Az alveoláris gáz összetétele az oxigén- és szén-dioxid-tartalomra 5-6% -kal különbözik a légköri.

Táblázat. 2. Az inhalált és alveoláris levegő gázösszetétele

A tüdő különböző területeinek szellőztető tényezője eltérhet, ezért az alveoláris gáz összetétele nemcsak a távoli, hanem a tüdő szomszédos területein is eltérő értékű. A hörgők átmérőjétől és permeabilitásától, a felületaktív anyag és a tüdő megfelelőségének termelésétől, a testhelyzetétől és a pulmonáris érek vérrel való töltésének mértékétől, az inhalációs és kilégzési időtartamok sebességétől és arányától függ. A gravitáció különösen nagy hatással van erre a mutatóra.

Ábra. 2. Az oxigén dinamikája a tüdőben és a szövetekben

Az életkorban az alveolokban az oxigén részleges nyomásának értéke gyakorlatilag nem változik a külső légzés számos mutatójának jelentős életkori változásai ellenére (VC, OEL, bronchia türelem, EO, OOL, stb. Csökkenése). A pO-mutató fenntarthatóságának megőrzése₂ az alveolokban elősegíti az életkorral kapcsolatos légzési sebesség növekedését.

Gáz diffúzió az alveolák és a vér között

Az alveoláris levegő és a vér közötti gázok diffúziója megfelel a diffúzió általános törvényének, amely szerint a hajtóerő az alveolák és a vér közötti gázok részleges nyomásának (feszültségeinek) különbsége (3. ábra).

Gázok, amelyek a vérplazmában oldott állapotban vannak a tüdőbe áramlik, a vérben feszültséget okoznak, amelyet ugyanazokban az egységekben (mm Hg) fejeznek ki, ami a levegőben lévő részleges nyomás. Az oxigén feszültségének átlagos értéke (pO. T₂) a kis kapillárisok vérében 40 mm Hg. Cikk és annak alveoláris levegő részleges nyomása - 100 mm Hg. Art. Az alveoláris levegő és a vér közötti oxigénnyomás-gradiens 60 mm Hg. Art. A szén-dioxid feszültsége a vénás véráramban - 46 mm Hg. Cikk, az alveolokban - 40 mm Hg. Art. és a szén-dioxid nyomásgradiense 6 mm Hg. Art. Ezek a gradiensek az alveoláris levegő és a vér közötti gázcsere hajtóereje. Ne feledjük, hogy ezek a gradiens értékek csak a kapillárisok elején léteznek, de mivel a vér a kapillárison áthalad, csökken az alveoláris gáz résznyomása és a vér feszültsége közötti különbség.

Ábra. 3. Az alveoláris levegő és a vér közötti gázcsere fizikai-kémiai és morfológiai feltételei

Az alveoláris levegő és a vér közötti oxigén cseréjének sebességét befolyásolják mind a tápközeg tulajdonságai, amelyen keresztül a diffúzió zajlik, és az idő (kb. 0,2 s), amely alatt az átadott oxigénrész hemoglobinhoz kötődik.

Ahhoz, hogy az alveoláris levegőből a vörösvértestbe és a hemoglobinnal való kötődésbe menjen, az oxigén molekulának át kell terjednie:

• egy felületaktív réteg, amely az alveolákat béleli;
• alveoláris epithelium;
• bazális membránok és az epitélium és az endothelium közötti intersticiális tér;
• kapilláris endothelium;
• az endothelium és az eritrocita közötti vérplazma réteg;
• ertrocita membrán;
• a citoplazma rétegét az eritrocitában.

A diffúziós tér teljes távolsága 0,5-2 mikron.

A tüdőben lévő gázok diffúzióját befolyásoló tényezők tükröződnek a Fick képletben:

ahol V a diffúzálható gáz térfogata; k - a tápközeg gázáteresztőképessége, a gáz oldhatóságától és a molekulatömegétől függően; S a tüdő diffúz felülete; P₁ és P₂, - gázfeszültség a vérben és az alveolokban; d a diffúziós tér vastagsága.

A gyakorlatban diagnosztikai célokra határozzuk meg az oxigén tüdőinek diffúziós kapacitását jelző indikátort (DL_O2). Ez megegyezik az alveoláris levegőből a vérbe átáramló oxigén térfogatával a teljes gázcserélő felületen 1 perc alatt 1 mm Hg oxigénnyomás-gradienssel. Art.

hol van vo₂ - oxigén diffúziója a vérbe 1 percig; P₁ - az alveolokban az oxigén részleges nyomása; P₂ - oxigénfeszültség a vérben.

Néha ezt a mutatót átviteli együtthatónak nevezik. Általában, amikor egy felnőtt pihen, a DL értéke_O2 = 20-25 ml / perc mmHg Art. DL edzés közben_O2növeli és elérheti a 70 ml / perc mm Hg értéket. Art.

Az időseknél a DL értéke_O2csökken; 60 éves korában körülbelül 1/3-kal kevesebb, mint a fiatalok.

A DL meghatározása_O2gyakran használják a DL technikailag megvalósíthatóbb definícióját_CO. Készítsen egy levegőt, amely 0,3% szén-monoxidot tartalmaz, 10-12 másodpercig tartsa a lélegzetet, majd kilélegez, és meghatározza a kilégzett levegő utolsó részének CO-tartalmát, kiszámolja a CO átmenetét a vérre: DL_O2= DL_CO • 1.23.

A CO biológiai permeabilitási együtthatója₂ 20-25-ször nagyobb, mint az oxigén. Ezért a C0 diffúziója₂ a testben és a tüdőben az oxigénnél alacsonyabb koncentrációban, a vénás vérben lévő széndioxid magasabb (46 mmHg), mint az alveolákban (40 Hgmm), gyorsan emelkedik, t a részleges nyomás általában veszteséges az alveoláris levegőbe, még ha a véráramlás vagy a szellőzés is elégtelen, míg az ilyen körülmények között az oxigéncsere csökken.

Ábra. 4. Gázcsere a vérkeringés nagy és kis körének kapillárisaiban

A pulmonalis kapillárisokban a vérmozgás sebessége olyan, hogy egy eritrocita 0,75-1 másodpercen át áthalad egy kapillárison. Ez az idő elégséges ahhoz, hogy az alveolokban az oxigén részleges nyomása és a tüdőkapillárisok vérében lévő feszültsége szinte teljes legyen. Az eritrocita hemoglobin csak körülbelül 0,2 másodpercet vesz igénybe az oxigén megkötésére. Gyorsan előfordul a vér és az alveolák közötti szén-dioxid-nyomás egyensúlya is. A tüdő gondozása során az egészséges személyben az artériás vér kis körének vénáin keresztül normál körülmények között az oxigénfeszültség 85-100 Hgmm. Cikk és feszültség₂-35-45 mm Hg. Art.

A tüdőben lévő gázcsere feltételeinek és hatékonyságának jellemzése a DL-vel együtt₀ Az oxigén felhasználási tényezőt is alkalmazzák._O2), amely a tüdőbe belépő 1 liter levegőből felszívódott oxigénmennyiséget (ml) tükrözi:₀₂ = V_O2ml * min -1 / MOD l * min -1 Normál KI = 35-40 ml * l -1.

Gázcsere szövetekben

A szövetekben lévő gázcsere ugyanazon törvények hatálya alá tartozik, mint a tüdőben lévő gázcsere. A gázok diffúziója a feszültséggradiensek irányába megy, sebessége függ a gradiens nagyságától, a működő vérkapillárisok területétől, a diffúziós tér vastagságától és a gázok tulajdonságaitól. Ezen tényezők közül sok, és ennek következtében a gázcsere sebessége változhat a lineáris és térfogati véráramlás sebességétől, a hemoglobin tartalmától és tulajdonságaitól, a hőmérséklettől, a pH-tól, a celluláris enzimek aktivitásától és számos más körülménytől.

Ezen tényezők mellett a vér és a szövetek közötti gázok (különösen oxigén) cseréjét elősegíti: az oxihemoglobin molekulák mobilitása (az eritrocita membrán felszínére diffundálva), a citoplazma és az intersticiális folyadék konvekciója, valamint a folyadék szűrése és újbszorpciója.

Oxigéncsere

Az artériás vér és a szövetek közötti gázcsere 30-40 mikron átmérőjű arteriolák szintjén kezdődik, és az egész mikrovaszkuláris állapotban a venulák szintjéig történik. A gázcsere fő szerepét azonban a kapillárisok végzik. A szövetek gázcseréjének tanulmányozásához hasznos az úgynevezett „szövethenger (kúp)” nézete, amely magában foglalja a kapillárist és az oxigén által biztosított szomszédos szövetstruktúrákat (5. ábra). Az ilyen henger átmérője az interapilláris távolság alapján határozható meg. Ez körülbelül 25 mikron a szívizomban, 40 mikron az agykéregben és 80 mikron a csontvázban.

A gázcsere hajtóereje a szövethengerben az oxigénfeszültség gradiens. Hosszú és keresztirányú gradiensek vannak. A hosszanti gradiens a kapilláris mentén halad. A kapilláris kezdeti részén az oxigénfeszültség körülbelül 100 Hgmm lehet. Art. Ahogy a vörösvértestek a kapilláris vénás része felé haladnak és az oxigén diffúziója a szövetbe, a pO_ átlagosan 35–40 mm Hg-ra csökken. Cikk, de bizonyos körülmények között 10 mm Hg-ra csökkenthető. Art. Az O2 keresztirányú feszültséggradiens egy hengerben elérheti a 90 mm Hg értéket. Art. (a kapilláristól legtávolabbi szövetekben, az úgynevezett "halott sarokban", p0₂ 0-1 mm Hg lehet. v.).

Ábra. 5. A „szövethenger” vázlatos ábrázolása és az oxigénfeszültség eloszlása ​​a kapilláris artériás és vénás végein, nyugalomban és intenzív munka elvégzése során

Így a szöveti struktúrákban az oxigén sejtekbe történő bejuttatása attól függ, hogy milyen mértékben távolítják el őket a vérkapillárisoktól. A kapilláris vénás részével szomszédos sejtek a legrosszabb oxigénellátási körülmények között vannak. A sejtekben az oxidatív folyamatok normális lefolyására 0,1 mm Hg oxigénfeszültség elegendő. Art.

A szövetekben a gázcsere körülményeit nemcsak az interapilláris távolság befolyásolja, hanem a szomszédos kapillárisok véráramának iránya is. Ha a véráramlás iránya a szöveti szövetet körülvevő kapilláris hálózatban többirányú, akkor ez növeli a szövet oxigénnel történő biztosításának megbízhatóságát.

A szövetek oxigénfelvételének hatékonyságát az oxigénfelhasználási együttható (KUK) értéke jellemzi - ez a százalékos aránya az oxigén mennyiségéről, amelyet a szövet az artériás vérből egységnyi idő alatt elnyelt, és a vér által a szövetedényekbe egyidejűleg szállított oxigén teljes mennyiségére. A KUK-szövet meghatározható az artériás vérerek oxigéntartalmának és a szövetből áramló vénás vérnek a különbségéből. Az emberek fizikai pihenésének állapotában az átlagos CUK 25-35%. Még a kaszálásban is változik a KUK nagysága a különböző szervekben. Nyugalomban a KUK myocardium körülbelül 70%.

A testmozgás során az oxigénfelhasználás mértéke 50-60% -ra emelkedik, és a legaktívabb izmoknál a szív 90% -ot érhet el. A KUK ilyen mértékű növekedése az izmokban elsősorban a véráramlás növekedésének köszönhető. Ugyanakkor feltárulnak a pihenés nélkül működő kapillárisok, a diffúziós felület területe nő, és az oxigén csökkenésének diffúziós távolsága. A véráramlás növekedése reflexív módon és az izmokat tágító helyi tényezők hatására is előidézhető. Ilyen tényezők a munka izom hőmérsékletének emelkedése, a pC0 növekedése₂ és a vér pH-jának csökkenése, ami nemcsak a véráramlás növekedéséhez járul hozzá, hanem a hemoglobin oxigén affinitásának csökkenéséhez és az oxigén diffúziójának gyorsulásához vezet a vérbe a szövetbe.

A szövetekben az oxigén feszültség csökkenését vagy a szöveti légzéshez való alkalmazásának nehézségét hipoxiának nevezik. A hypoxia a tüdő szellőzésének vagy a keringési elégtelenségnek, a szövetekben a gázok diffúziójának csökkenését, valamint a sejtenzimek aktivitásának hiányát okozhatja.

A vázizmok és a szív szöveti hipoxiájának kialakulását bizonyos mértékig megakadályozza a kromoprotein - myoglobin, amely oxigén raktárként működik. A myoglobin protetikai csoportja hasonlít a hemoglobin hemhoz, és a molekula fehérje része egy polipeptidláncot képvisel. A myoglobin egyik molekulája csak egy oxigénmolekulát és 1 g myoglobint - 1,34 ml oxigént - képes kötni. Különösen sok myoglobin található a szívizomban - átlagosan 4 mg / g szövet. A myoglobin teljes oxigenizációjával az 1 g szövetben létrehozott oxigén tartalék 0,05 ml lesz. Ez az oxigén elegendő a szív 3-4 összehúzódásához. A myoglobin oxigénre vonatkozó affinitása magasabb, mint a hemoglobiné. Félnyomás P nyomása₅₀ a myoglobin 3 és 4 mm Hg között van. Art. Ezért az izom vérrel való megfelelő perfúziója esetén oxigént tárol, és csak akkor ad ki, ha a hipoxiához közeli körülmények jelentkeznek. Az emberi szervezetben lévő myoglobin a szervezetben lévő oxigén teljes mennyiségének 14% -áig kötődik.

Az utóbbi években más fehérjéket fedeztek fel, amelyek képesek az oxigént kötni a szövetekben és sejtekben. Ezek közé tartozik az agyszövetben található neuroglobin fehérje, a retina és a neuronokban és más sejttípusokban lévő citoglobin.

Hyperoxia - nőtt a vérben és a szövetekben az oxigén normál feszültségéhez viszonyítva. Ez az állapot akkor alakulhat ki, amikor egy személy tiszta oxigént lélegez be (egy felnőtt számára, ha az ilyen légzés legfeljebb 4 óra), vagy a kamrákba nagyobb levegőnyomással helyezhető el. Amikor a hyperoxia oxigén-mérgezés tünetei alakulhatnak ki. Ezért a magas oxigéntartalmú légzőgázkeverék hosszadalmas használata nem haladhatja meg az 50% -ot. Különösen veszélyes az újszülöttek levegőn belüli oxigéntartalma. A tiszta oxigén hosszantartó belélegzése veszélyezteti a retina, a pulmonalis epithelium és néhány agyi szerkezet károsodásának kialakulását.

Szén-dioxid gázcsere

Általában az artériás vérben a szén-dioxid feszültsége 35-45 mm Hg között változik. Art. A széndioxid feszültséggradiense a beáramló artériás vér és a szöveti kapilláris körülvevő sejtek között elérheti a 40 mm Hg-ot. Art. (40 mmHg artériás vérben és 60-80 mm a sejtek mély rétegében). E gradiens hatására a szén-dioxid diffundál a szövetekből a kapilláris vérbe, ami 46 mm Hg-ig terjedő feszültségnövekedést okoz. Art. és a szén-dioxid-tartalom 56-58 térfogatszázalékra emelkedése. A szövetből a vérbe kibocsátott szén-dioxid körülbelül egynegyede kötődik a hemoglobinhoz, a maradék, a karbon-anhidráz enzim miatt, vízzel kombinálódik és szénsav képződik, amelyet gyorsan Na-és K 'ionok hozzáadásával semlegesítenek, és ezeket a hidrogén-karbonátokat a tüdőbe szállítják.

Az oldott szén-dioxid mennyisége az emberi testben 100-120 liter. Ez körülbelül 70-szer több oxigént tartalmaz a vérben és a szövetekben. A vér és a szövetek közötti szén-dioxid feszültségének megváltoztatásakor intenzív újraelosztása. Ezért a nem megfelelő szellőzés esetén a vérben lévő szén-dioxid szintje lassabban változik, mint az oxigén szintje. Mivel a zsír- és csontszövetek különösen nagy mennyiségű oldott és kötött szén-dioxidot tartalmaznak, pufferként működhetnek, a szén-dioxid csapdázása hypercapnia esetén és a hipokapniában való felszabadulás.

Tüdőgázcsere

Gázcsere a tüdőben.

A tüdőben gázcsere történik a belélegzett és az alveoláris levegő között.

A nitrogén részt vesz a légzésben, de a nitrogéntartalom nő a levegőben a tüdőben, és a vízgőz tartalma nő. A gázkeverékek közötti gázcsere a gáz részleges nyomásának különbsége miatt következik be. A gázkeverék teljes nyomása a Dalton törvényének hatálya alá tartozik.

A gázkeverék teljes nyomása megegyezik a gázokat alkotó részleges nyomások összegével.

Ha a gázkeverék légköri nyomáson van, akkor az oxigén frakció lesz

A következő szakaszban gázcsere történik az alveoláris levegő és a vérgázok között (a tüdőhöz megfelelő vénás vér) / Gázok fizikailag feloldódnak vagy kötődhetnek hozzá. A gázok oldódása a folyadék összetételétől, a folyadék feletti gázok térfogatától és nyomásától, a hőmérséklettől és a feloldódó gáz jellegétől függ. Az oldhatósági együttható azt jelzi, hogy mennyi gáz oldódik fel 1 ml-ben. folyadékok T = 0-nál és gáznyomás a folyadék felett 760 mm. A gáz részleges feszültsége folyadékban. Ezt az oldott formák alkotják, és nem a gáz kémiai vegyületei. A vénás vérben oldott oxigén mennyisége = 0,3 ml / 100 ml vér. Szén-dioxid = 2,5 ml 100 ml vérre. A többi tartalom más formákra - oxigén - oxihemoglobin, szén - dioxid - szénsav, nátrium - hidrogén - karbonát - és káliumsókra, valamint karbohemoglobin formájában esik. Az alveolok szintjén olyan körülmények jönnek létre, amelyekben az oxigénnyomású gáz a szén-dioxidot kiszorítja. Az oxigén és a szén-dioxid mozgásának fő oka a részleges nyomáskülönbség.

Ugyanakkor a gázok áthaladnak a levegő-vér gáton, amely elválasztja az alveoláris levegőt a kapilláris vérétől. Tartalmaz egy felületaktív anyagot, alveoláris pnvmotsitást, alapmembránt, kapilláris endotéliumot. Ennek a gátnak a vastagsága körülbelül 1 mikron. A gázdiffúzió mértéke engedelmeskedik a Grema- t

A gáz folyadékon keresztüli diffúziójának sebessége közvetlenül arányos az oldhatóságával és arányos a sűrűségével.

A szén-dioxid oldhatósága sokkal nagyobb (20-szor), mint az oxigén. 6-8 mm - nyomáskülönbség a szén-dioxid cseréjéhez

Fick törvénye (gáz diffúzió)

A - terület, l-vastagság

A gázcsere 0,1 másodpercet vesz igénybe.

A gázcserét befolyásoló tényezők

1. Alveoláris szellőzés
2. A tüdő perfúziója vérrel
3. A tüdő diffúziós kapacitása az oxigén mennyisége, amely 1 perc alatt behatolhat a tüdőbe, 1 mm-es részleges nyomáskülönbséggel. Oxigénhez (20-30 ml)

Az ideális szellőzési arány 0,8-1 (5 liter levegő és 5 liter vér, azaz kb. 1). Ha az alveolákat nem szellőztetik, és a vérellátás normális, akkor az alveoláris levegőben a gázok részleges nyomása megegyezik a vénás vérgázok feszültségével (40 az oxigén 40-46 szén-dioxid esetében). nem működik alveolák, hanem a vér. Az arány végtelen, az alveoláris levegő részleges nyomása majdnem megegyezik a légköri levegő résznyomásával. Ha a szellőztetés és a perfúzió aránya 0,6, akkor ez azt jelenti, hogy a véráramláshoz képest nem megfelelő szellőzés, és ezáltal az artériás vér alacsony oxigéntartalma. A magas szellőzés-perfúziós arány (például 8) a véráramláshoz viszonyított túlzott szellőzés, és az artériás vér oxigéntartalma normális. A hiperventiláció egyes területeken nem kompenzálhatja mások hipoventilációját.

Vérgáz-tartalom térfogatszázalékban

A szövetek 6 térfogat% oxigént - arteriás vénás különbséget (normál 6-8) elnyelnek

O2 - 0,3 térfogat% CO2 - 2,5 térfogat%

A többi kémiailag kötődik. Az oxigén-oxihemoglobin esetében, amely oxigénellátás során keletkezik (nem változtatja meg a vas oxidációjának mértékét), hemoglobin molekula.

Magas részleges nyomás mellett a hemoglobin oxigénnel kötődik, és alacsony nyomással visszatér. Az oxihemoglobin képződés függősége a részleges nyomásra egy közvetett függőségű görbe. A disszociációs görbe S-alakú

Töltési feszültség - az oxihemoglobin 95% -ának felel meg (95% 80 mm Hg-nál)

A kisülési feszültség 50% -ra csökkent. P50 = 26-27 mm Hg

PO2 20 és 40 között - megfelel a szövetekben lévő oxigénmentesítésnek, O2 feszültségnek

1,34 ml oxigén kötődik 1 g hemoglobinhoz.

A fő tényező, amely hozzájárul az oxigén és a hemoglobin kombinációjához, a disszociációs görbe folyamán az oxigénfeszültséget számos egyéb - kiegészítő tényező - befolyásolja.

- a vér pH-csökkenése - a görbe jobbra tolása

- hőmérséklet-emelkedés - jobb

- 2,3DFG emelése A görbe jobbra tolódik

- a növekvő CO2 is jobbra vált

Fiziológiailag nagyon hasznos. Ezeknek a mutatóknak az ellenkező irányú változása a görbét nagyobb mennyiségű oxihemoglobin képződése felé tolja el. Ez megváltoztatja a tüdőt. A disszociációs görbe a hemoglobin formájától függ. A hemoglobin F-nek nagy affinitása van az oxigénre. Ez lehetővé teszi a magzat nagy oxigénmennyiséget.

Mi történik a vérkeringés nagy körének kapillárisaiban.

A sejtekben oxidatív folyamat következik be, amely az oxigén felszívódásához és a szén-dioxid és a víz felszabadulásához vezet. Az összes feltétel (részleges nyomás) úgy van, hogy a szén-dioxid a sejtekből a plazmába áramlik (benne 2,5% -ra oldódik, de ez a határ, nem oldódik tovább). A szén-dioxid belép a vörösvértestbe. A szén-dioxid és a víz a szénsav-anhidrid miatt szén-dioxid képződésével kapcsolódik. Az eritrocitákban szénsav képződik, amely a HCO3 anionba és a hidrogén-anionba disszociál. Anion felhalmozódás történik. Ezek koncentrációja nagyobb lesz, mint a plazmában. Az anion HCO3 a koncentrációkülönbség miatt a plazmába kerül. A vérplazma több nátriumot tartalmaz, ami mindig a klórral együtt van. Az anionok felszabadulása növeli a negatív töltéseket - létrejön egy elektrokémiai gradiens, ami a klórból a plazmából a vörösvértestbe jut. A nagy kapilláris körben ideiglenes Na és Cl elválasztás történik. A Na belép az új HCO3 kötésbe, nátrium-hidrogén-karbonát képződik, de a szén-dioxid transzport alakul ki a plazmában.

Oxigénnel. A sejtek tartalma kicsi - az oxihemoglobin oxigénre bomlik és csökkent hemoglobinszint, amely kevésbé kifejezett savas tulajdonságokkal rendelkezik.

KHbO2 + H2CO3 = KHCO3 + HHb + O2 / A hemoglobin a pufferelési tulajdonságokat kielégíti, megakadályozza a savas oldalra való áttérést, az oxigén is szabadul fel.

Kálium-hidrogén-karbonát képződik az eritrocitákban, az oxigénszállítás egyik formája.

A szén-dioxid közvetlenül kötődhet a hemoglobinhoz - a fehérje-részhez (NH2), karbon-kötést képez - R-NH2 + CO2 = R-NHCOOH.

A szén-dioxid-szállítás minden formája - az oldott forma (2,5%), a szénsav és a szénsav sói. A szén-dioxid-szállítás 60–70% -át teszik ki, 10–15% -ot karbhemoglobin formájában. A vér tehát vénává válik, és tovább kell mennie a tüdőbe, ahol a tüdőben lévő gázcsere folyamatok zajlanak. A tüdőben a kihívás az, hogy oxigént kapjunk és szén-dioxidot adjunk.

A tüdőben az alveoláris levegő oxigénje áthalad az aeromemetrikus gáton a plazmába és az alveocitába. Az oxigén kötődik a hemoglobinhoz, azaz KHCO3 + HHb + O2 = KHbO2 + H2CO3. Az alacsony feszültségű szén-dioxid szén-dioxiddal és szén-dioxiddal van kitéve szénsav-anhidrid alkalmazásával. A szén-dioxid elhagyja az eritrocitát, és az alveoláris levegőbe kerül, és ennek következtében csökken az anion HCO3 koncentrációja az eritrocitában. Az anion HCO3 elhagyja a plazmát az eritrocitában. Az eritrocita belsejében a negatív ionok és a klór visszatérnek a nátriumhoz.

A karbonin kötés lebomlik. A szén-dioxidot leválasztják a hemoglobinból, és a szén-dioxid a plazmába és az alveoláris levegőbe kerül. A szén-dioxid-szállítás formáinak megsemmisítése. Ezután az összes folyamat ismétlődik.

A légzés szabályozása

A légzés szabályozása alatt olyan idegrendszeri és humorális mechanizmusok kombinációját értjük, amelyek biztosítják a légzési izmok ritmikus és összehangolt munkáját, amelyben elegendő oxigénfogyasztás és szén-dioxid eltávolítás történik. Ezt úgy érhetjük el, hogy megváltoztatjuk a légző izmok munkáját. Az idegrendszer részt vesz a légzés szabályozásában. Ez egyrészt a légzés automatikus szabályozásával (az agyi szár központjainak működésével) nyilvánul meg. Ugyanakkor a légzés önkényes szabályozása van, amely az agykéreg funkciójától függ. A központi idegrendszer olyan területeit, amelyek a légzési funkció szabályozásához kapcsolódnak, légzési központoknak nevezzük. Ugyanakkor a légzés szabályozásában részt vevő neuronok felhalmozódását különböző szinteken, a kéregben, a hypothalamusban, a ponsokban, a medulla és a gerincvelőben figyelték meg. Az egyes szakaszok jelentősége nem azonos. A gerincvelő motoros idegsejtjei 3-5 méhnyakrészek, amelyek bejutják a membránt és a felső 6 mellkasi szegmenst, amelyek behatolják a bordák lábát. Ezek munka- vagy szegmensközpontok lesznek. Közvetlenül jelet adnak a légúti izmok összehúzódásának. A gerincvelői központok nem működhetnek önállóan (befolyás nélkül). A nagyobb sérülés után a légzés megáll. A lélegeztetés automatikus szabályozása a létfontosságú központ funkciójához kapcsolódik, amely a medulla oblongata-ban található. Figyelembe véve a medulla oblongatát - van 2 központ - a légzőrendszer és a vérkeringés szabályozása. A medulla központja a légzés automatikus szabályozását és a medulla légzési központját biztosítja.

Legallua 1812, Flurans 1842, Mislavsky 1885 - részletes tanulmány a medulla légzőközpontjairól. A légzési központ magában foglalja a medulla oblongata retikuláris képződésének mediális részét, amely a vonal mindkét oldalán helyezkedik el, és proximálisan megfelel a hypoglossal idegének kijáratának, és caudalisan eléri a gátat és a piramisokat. a légzőközpont egy pár oktatás. Vannak neuronok, amelyek felelősek a belégzésért, és a kilégzésért felelős neuronok - a kilégzési osztály. Megállapítást nyert, hogy a központi légzési ritmus kialakulása 6 neuroncsoport két kölcsönhatásban áll, amelyek két magban találhatók - a hátsó légúti magban, az egyetlen traktus magjával szomszédos. 9 és 10 pár cranialis idegből érkező impulzusok egyetlen traktusba kerülnek. A dorzális légzési magban főként az inspiráció és a dorzális neuronok koncentrálódnak. A légzési mag, amikor izgatott, impulzusok áramát küldi a frenikus idegeknek. Ventrális légzési mag, 4 magot tartalmaz. A legtöbb caudal a retroambiguar mag, amely kilégzési neuronokból áll. Ez a csoport magában foglalja a kettős magot is, amely szabályozza a 3e-para-ambiguar mag garatának, gégének és nyelvének relaxációját, és az elülső részeket foglalja el, és párhuzamosan fekszik a kettős maggal, és tartalmaz inhalációs neuronokat és légző neuront. Betzinger 4. neuron komplexje, amely a kilégzésben vesz részt. Ezekben a magokban 6 neuroncsoport van -

1. korai belégzés
2. belégzési erősítő neuronok
3. késői belégzés, beleértve az interneuront is
4. korai kilégzés
5. kiürítő erősítő neuronok
6. késői kilégzési idegsejtek (pre-respiratory)

A légzési ciklus 3 fázisa - a belégzési fázis, a belégzés utáni fázis vagy az első kilégzési fázis, a második kilégzési fázis. Az elsőben belélegzés történik (inspiráció) - az inspiráló erősítő neuronok jele növekszik - a neuronok a dorzális légúti magba koncentrálódnak. A csökkenő pályákon a jelek a frenikus ideg központjaira kerülnek át, a membrán összezsugorodik, a belélegzés cselekménye történik.

Annak érdekében, hogy a levegő bejuthasson a légutakba, izomösszehúzódás következik be, ami biztosítja a garat és a gége kiterjedését. Ez az aspirációs idegsejtek aktivitásának köszönhető. Az inhalációs akció során két paraméter figyelhető meg - a növekvő neuron jelek növekedési sebessége és ez a pillanat határozza meg az inhalációs cselekmény időtartamát, a második tényező pedig az a korlátozó pont elérése, amelynél a belégzési jel hirtelen eltűnik, és eltűnik az első kilégzési fázisban, ez az inhalációs izmok ellazulásához vezet. ezt passzív kilégzés kíséri. A belégzési idegsejtek a ventrális légutakban léteznek, és ezek a neuronok szabályozzák a külső ferde interosztális izmok és az inspiráció kiegészítő izmok összehúzódását, de csendes légzéssel ezeknek a neuronoknak nem kell bekapcsolniuk. Az első kilégzési fázis után egy második kilégzési fázis léphet fel, amely az aktív expanzióhoz kapcsolódik, és ez a fázis a ventrális légutak caudalis részében fekvő fokozott kiürülési idegsejtek felvételéből adódik, és ezekből a neuronokból származó jel a hasi izmokhoz - aktív kilégzés. így a medulla oblongata szintjén 6 légzőszervi csoport működik, amelyek meglehetősen bonyolult neurális áramköröket hoznak létre, amelyek belélegzéssel és kilégzéssel járnak, míg az inhalációs neuronok aktiválása elnyomja a kilégzési neuronok csoportját. Ezek a csoportok antagonistaak. Számos mediátort találtak ezeknek a neuronoknak a láncaiban, amelyek excitációs (glutamát, acetil-coin, P anyag) és GABA és glicin gátló mediátorok. A ventrális légutak elülső része a Betzinger komplex. Ebben a komplexben csak a kilégzési idegsejtek találhatók. Ennek a komplexnek az aktiválása, amely főként egyetlen traktusból kap jeleket, gátló hatást fejt ki a dorzális és ventrális komplex magokban lévő belégzési neuronokra, és stimulálja a ventrális neurin kilégzési magjának caudalis részét. A Betzinger komplex a kilégzési fázis stimulálására tervezték. A Varolievo híd területén a légzési ciklushoz kapcsolódó idegsejtek találhatók, és a híd két magjában található - a Kelliker Fyuze parabrachy és magja. Ezekben a magokban megtalálhatók a belélegzéssel, a kilégzéssel és a közbenső hatással kapcsolatos neuronok. Ezeket a neuronokat pnemotoxikus központnak nevezik, de a modern irodalomban ezt a kifejezést a híd idegsejtjeinek légzési csoportjává nevezik ki. A híd idegsejtjei részt vesznek a medulla idegsejtjeinek aktivitásának szabályozásában, biztosítva a légzési ritmust. Ez a központ szükséges a belégzési cselekmény megváltoztatásához, amely nem kilégzés, és ennek a csoportnak a fő funkciója a belégzési neuronok aktivitásának elnyomása a háti légzőrendszerben. Hozzájárulnak a belélegzés hatásának megváltoztatásához. Ha a medulla oblongata varolák belélegzését elkülönítettük, akkor az inhalációs fázis meghosszabbodását figyeltük meg, a medulla oblongata légzési központja rendelkezik az automatizálás tulajdonságával, azaz itt az idegsejtek öngerjesztése következik be, és mindenekelőtt az automatikusság a belégzési központokhoz kapcsolódik. A potenciális oszcillációk azokban jelentkeznek, amelyek öngerjesztést okoznak. Az automata mellett a nyúlvány középpontja is ritmussal rendelkezik - biztosítják az inspiráció és a lejárat fázisainak változását. A medulla oblongata központjainak tevékenysége az, hogy komplex integratív munkát végezzen a légzésnek a testünk különböző jeleihez való hozzáigazításával. Bármi legyen is a légzés változása - a fő feladat az oxigén biztosítása és a szén-dioxid kivétele. A központok aktivitása mind a reflex hatások, mind a humorális tényezők hatására változik. A légzési funkció szabályozása a visszacsatolás elvén alapul. A test oxigénellátásának szabályozásával a CA légzőközpontja reagál az O2-re és a CO2-re.

a második kilégzés nélkül az izmok kilégzése nélkül. A harmadik - aktív kilégzésben - a kilégzési izmok szerepelnek.

Frederick keresztmetszetű tapasztalata. A kísérlet elvégzéséhez 2 kutyát vettünk, amelyekben a vérkeringést keresztezve kaptuk - az egyik fejét vette be a másik törzs alsó részéből (keresztbe). Ha összenyomja a légcsövet az első kutyában. Ez az oxigén és a CO2-felesleg csökkenését okozza az első kutya vérében. Ez a vér a második kutya fejéhez áramolt. A második kutyának légszomj (dyspnea) volt. A második kutya fokozott légzése lehetővé tette, hogy a vér oxigénnel és telített szén-dioxiddal telített legyen. Az első kutya légzési központja csökkent aktivitást és apnea-t figyelt meg annak ellenére, hogy a szövetek elfojtottak. A vér gázösszetételének megváltozása a légzőközpont funkcióinak megváltozásához vezet, de a tapasztalat nem ad választ, amelyre anyagválasz adódik - oxigénhiány vagy felesleges szén-dioxid. Ezt a Holden tanulmányaiban mutatták be. Holden tanulmányozta a különböző oxigén- és szén-dioxid tartalmú légzőszervi változásokat. Ezeket a vizsgálatokat embereken végeztük, és megállapítottuk, hogy az inhalált levegőben az oxigén csökkenése 21 és 12% között nem okoz látható változásokat a légzésben. Az alveoláris levegőben a CO2-tartalom 0% -kal növelve "% -kal növelte a tüdő szellőzését 100% -kal. A légzési központ szabályozásában nagyobb jelentősége van a vérben lévő CO2 szintjének. További vizsgálatok kimutatták, hogy mindezek a tényezők a légzés megváltozásához vezetnek. Ezeknek a mutatóknak a szintjét a testben kemoreceptorok segítségével monitorozzák. Az oxigén és a szén-dioxid szintjét érzékelik. A kemoreceptorokat két csoportra osztjuk - perifériás és központi. A perifériás kemoreceptorok glomerulusok formájában helyezkednek el az aortaívben és a carotis sinusban, a teljes carotis belső és külső elválasztó területén. Ezek a receptorok beidegződést kapnak - a nyaki carotis szövetet elnyelő, aorta glomerulus - vagus. ezek a glomerulusok az artériákon fekszenek. A véráramlás a glomeruláris szövetekben a legintenzívebb. A szövettani vizsgálat kimutatta, hogy a glomerulusok fő sejtekből állnak, és támogatják vagy támogatják a sejteket. Ugyanakkor a fősejtek membránjaiban oxigénfüggő káliumcsatornák vannak, amelyek reagálnak a vér oxigéncsökkenésére, a kálium permeabilitása arányosan csökken. A káliumhozam csökkenése membrán depolarizációhoz vezet. A következő lépés a kalciumcsatornákat nyitja meg. A kalcium behatol a fősejtekbe, hozzájárulva a mediátor - dopamin, P. anyagok - felszabadulásához. Ezek a mediátorok idegvégződéseket gerjesztenek. A kemoretzptorról a jel a medulla felé megy. Serkentés, neuron belélegzése, a légzés fokozódik. Ezek a receptorok különösen érzékenyek, ha az oxigént 60 mm-ről 20 mm-re csökkenti. A perifériás kemoreceptorok nagyon érzékenyek az oxigénhiányra. Amikor a kemoreceptorok izgatottak, a légzés növelése a mélység megváltoztatása nélkül. Ezek a központi kemoreceptorok, amelyek a medulla oblongata ventrális felületén helyezkednek el, és a ventrális felületen három M, L, S mezőt találtunk, a központi kemoreceptorok szelektív kemoszenzitivitást mutatnak. A protonok a cerebrospinalis folyadékban való hatására. A hidrogén protonjainak növekedése a szén-dioxid és a szén közötti kölcsönhatásnak köszönhető, amely hidrogén protonra és anionra disszociál. A légzési központ mind a belégzési, mind a kilégzési idegsejtjei amplifikálódnak. A központi kemoreceptorok lassúak, de hosszabb ideig tartanak, és érzékenyebbek a gyógyszerekre. A morfin fájdalomcsillapítóként történő alkalmazása mellékhatást okoz - légzési depresszió.

Az önszabályozáshoz nagyon jól láthatóak az impulzusok, amelyek jelzik a tüdő térfogatát, annak változásait, ami biztosítja a légzés gyakoriságának és mélységének szabályozását. A légutakat befolyásolja a mellkas izom- és ínberendezésének receptorai, az izmok proprioceptorai és a mellkas inakjai tájékoztatják a légzési izmok feszültségének hosszát és feszültségét, ami fontos a munka értékelése során a légzés során. A légzőrendszer információt kap más rendszerektől - szív- és érrendszeri, az emésztő szervek receptoraitól, a bőr hőmérsékletétől és fájdalomérzékelőitől, a vázizmoktól és az inaktól, az ízületektől, azaz a csontrendszerektől. A légzőközpont nagyon sokféle információt kap.

A legfontosabb a légutak és a tüdő receptorai. A mechanoreceptorok három csoportját különböztetik meg -

1. Lassan adaptáljuk a receptorokat a légutak és a tüdő nyújtásához. Belélegezve reagálnak a tüdő térfogatának növekedésére, és ezek a receptorok a vagus idegek vastag afferens rostjaihoz kapcsolódnak, 14,59 m / s sebességgel.
2. A második csoport - receptorok, amelyek érzékenyek az irritáló hatásokra - imitatívak. A tüdő térfogatának növelésével vagy csökkentésével, porszemcsék, maró gőzök mechanikai irritációjával gerjesztettek. Ezek a receptorok vékonyabb szálakhoz vannak kötve, 4-26 m / s sebességgel. Ezek a receptorok aktiválhatók patológiákban - pneumothorax, bronchialis asztma, vércsont a kis körben.
3. A harmadik csoport - a jxtacapilar receptorok - J. Ezek a receptorok a kapilláris régióban találhatók. A normál állapotban ezek a receptorok inaktívak, izgalomuk fokozódik a pulmonalis ödémával és a gyulladásos folyamatokkal. Ezekből a folyamatokból a vékony bezkotnye szálcsoport 0,5-3 m / s. Kóros állapotokban - ezek a receptorok felelősek a légszomjért. A mechanoreceptorok részvételét a légzés szabályozásában két tudós - Goring és Breyer bizonyította. Azt találták, hogy ha a belégzés során a levegőt a tüdőbe injektálja (a fő bronchushoz csatlakoztatott fecskendő segítségével), az inhaláció leállt, és a kilégzés jött. Ez a sztreccs receptorokhoz kapcsolódik. Ha a levegő beszívódik és nagyobb csökkenés következett be, akkor a kilégzés leállt, és az inhalációs akciót stimulálták. Így a hatás a belégzés és a kilégzés során megfigyelhető. A mechanoreceptorok a vagus ideghez kapcsolódnak. A tüdőből impulzusok lépnek be a magulába a magányos traktusba. Ez az idegsejtek gátlását és a kilégző neuronok aktiválódását okozza. Ie a hüvelyi ideg részt vesz a belélegzés hatásának ritmikus megváltozásában. Hasonlóan a híd idegsejtjeinek légúti csoportjához. A hüvelyi idegek vágása a belégzés hosszabbodásához vezetett. Az inhalációs fázist meghosszabbítottuk, amelyet ezután kilégzéssel helyettesítettünk. Ezt hüvelyi dyspneanak nevezik. Ha a hüvelyi idegek levágása után a ponsokat elvágták, a belégzés hosszú ideig megállt az inhalációs fázisban. A vérkeringés állapotának változása, különösen a nyomásváltozások befolyásolják a légzési funkció változását. Növekvő nyomás - a légzés kiürül. A csökkent nyomás a megnövekedett légzéshez vezet. Ilyen reflex fordul elő az aortaív baroreceptoraiban, a carotis sinusban, amelyek reagálnak a nyomásváltozásokra.
4. A negatív nyomás az interpleuralis térben befolyásolja a szív áramlását. Minél nagyobb a légzés mélysége, annál nagyobb a vér áramlása a szívbe, ezért több vért dob ​​a szív- és érrendszerbe, és a nyomás növekedni fog. A reflex fokozta a légzést. Ha a nyomás magas, a légzés lenyomott. A bőrreceptorok a légzés reflex szabályozásával is összefüggenek. Meleg expozíció - megnövekedett légzés, hideg - lassul. A fájdalomcsillapítók gyorsabb légzést és még leállást okoznak. A légzőrendszer működését befolyásolja a hypothalamus. A hipotalamusz megváltoztatja a viselkedési válaszokat. A hipotalamusz a hőmérséklet-receptorok is. A testhőmérséklet növekedését a légszomj okozta. A hypothalamus befolyásolja a ponsok, a medulla oblongata közepét. A légzést az agykéreg szabályozza. Az agyi féltekék a légzés finom adaptációját biztosítják a test igényeihez, és a kéreg csökkenő hatásait a gerincvelő neuronjain is megvalósíthatjuk a piramispályák mentén. A légzés önkényes szabályozása a légzés gyakoriságának és mélységének megváltoztatásának lehetőségében nyilvánul meg. Egy személy 30-60 másodpercig tetszőlegesen tarthatja a lélegzetét. Feltételesen reflex légzéscsere - a kéreg részvétele. Például a hívás és a nagy CO2-tartalmú gázkeverék belélegzésének egy idő után történő beillesztésével kombinálva egy hívás bekapcsolásakor - megnövekedett légzés. A hipnózis idején a légzés gyakoriságát be tudjuk helyezni. A kéreg részei a kéreg szomatoszenzoros és orbitális zónái. A légzés önkényes szabályozása nem biztosítja a légzőszerv folyamatos ellenőrzését. A légzés változása a fizikai munka során, ami az izmok és az inak légzőközpontjára gyakorolt ​​hatásnak köszönhető, és a munka ténye is ösztönzi a légutakat. - a felháborodás reakciója. A légutakból védő reflexeket fejlesztünk ki - köhögés és tüsszentés, mind köhögéskor, mind tüsszögéskor - mély lélegzetet, majd a hangszálak görcsét és ezzel egyidejűleg az izomösszehúzódást, ami kényszer kilégzést biztosít. A nyálka, a por eltávolítása.