Тема: Газообмен в легких и тканях Глава V. Дыхание Задачи:

Глава V.
Дыхание
На дом: §§ 26-27
Тема: Газообмен в легких и тканях
Задачи:
Изучить особенности газообмена в легких и
тканях
Пименов А.В.
Обмен газов в легких
Во время вдоха наружный воздух засасывается в легкие и заполняет
легочные пузырьки. Состав воздуха внутри пузырьков будет всегда
немного отличаться от состава наружного воздуха. Это объясняется
тем, что, проходя по воздухоносным путям, воздух становится влажным
и смешивается с остатками находящегося там уже использованного
для дыхания воздуха. В результате в воздухе легочных пузырьков
будет чуть меньше кислорода и чуть больше углекислого газа, чем в
наружном, и много водяных паров (см. таблицу). Чем глубже дыхание,
тем лучше вентилируются легкие и тем ближе состав воздуха в
пузырьках приблизится к составу наружного воздуха. Кровь,
поступающая в легкие по системе малого круга кровообращения,
содержит мало кислорода и много углекислого газа.
Признаки для
сравнения
Кислород
Углекислый газ
Азот
Вдыхаемый
воздух
Выдыхаемый
воздух
Альвеолярный
воздух
20,94%
0,03%
79,03%
16,3%
4%
79,7%
14,0%
5,6%
80,4%
Обмен газов в легких
В легких происходит обмен газов
между кровью и воздухом. Этот
процесс осуществляется с помощью
диффузии. Ее сущность состоит в том,
что молекулы любого газа, если их
концентрация велика, стремятся
проникнуть сквозь проницаемые для
них оболочки туда, где их мало. В этом
случае диффузия газа продолжается
до тех пор, пока концентрация его
молекул по обе стороны оболочки не
станет одинаковой. Для диффузии
кислорода и углекислого газа тонкие
стенки легочных пузырьков и
кровеносных сосудов не представляют
серьезных препятствий. Газы легко
проникают через эти оболочки.
Обмен газов в легких
Кислород, растворившийся в крови,
благодаря диффузии проникает внутрь
эритроцитов и вступает там в
соединение с гемоглобином. В
результате образуется
оксигемоглобин. Каждая его молекула
способна удержать четыре атома
кислорода – Hb(О2)4.
Благодаря этому каждые 100 мл крови,
прошедшие через легкие, уносят с
собой 20 мл кислорода. Обогащенная
кислородом кровь возвращается в
сердце, а оттуда направляется во все
органы и ткани.
Обмен газов в тканях
Соотношение газов в
тканях прямо
противоположно тому, что
наблюдается в легких. В
приходящей сюда
артериальной крови
много кислорода и очень
мало углекислого газа.
Зато углекислого газа много в самих тканях, а кислород там
интенсивно расходуется, и поэтому его часто необходимо добавлять.
Обмен газов осуществляется здесь тоже за счет диффузии, только
теперь кислород покидает кровь, переходя в ткани, а углекислый газ
из тканей переходит в кровь и его концентрация в тканях снижается.
Как вы уже знаете, свободного кислорода в крови немного. Основная
его часть входит в состав молекул оксигемоглобина.
Обмен газов в тканях
Он способен сохраняться
только когда в
окружающей среде много
свободного кислорода.
Поэтому во время
движения крови по
крупным сосудам
оксигемоглобин не
разрушается.
Но, как только кровь достигнет капилляров и растворенный в ней
кислород станет переходить в ткани, начинается распад
оксигемоглобина на гемоглобин и кислород. Этот процесс идет тем
сильнее, чем быстрее кислород покидает капилляры, и продолжается
до полного распада всех молекул оксигемоглобина.
Обмен газов в тканях
Около 10% углекислого
газа транспортируется
эритроцитами в форме
карбгемоглобина НbСО2;
большая часть
растворяется в воде и
образует Н2СО3, которая
реагирует с солями К+ и
Na+, превращаясь в
гидрокарбонаты.
Оказавшись в легочных капиллярах, эти вещества распадаются, и
образовавшийся при этом углекислый газ покидает кровяное русло, а
затем удаляется из организма.
Влияние окружающей среды на дыхание
Кислород — необходимый для дыхания
компонент воздуха. Его содержание в
воздушной среде уменьшается в связи с
дыханием человека и животных,
процессами горения и окисления.
Единственным источником возобновления
кислорода являются зеленые растения.
Количество кислорода в атмосфере весьма
постоянно.
Даже в больших городах, где потребление кислорода особенно
велико, его содержание не падает ниже 20,6%. Такое уменьшение
содержания кислорода не оказывает отрицательного влияния на
человеческий организм. В воздухе жилых и общественных помещений
уменьшения содержания кислорода ниже 20%, как правило, не
происходит, так как его запасы постоянно возобновляются за счет
проникновения наружного воздуха.
Влияние окружающей среды на дыхание
Углекислый газ поступает в атмосферу
непрерывно, но его содержание в воздухе
поддерживается на постоянном уровне.
Это происходит благодаря тому, что
углекислый газ в больших количествах
усваивается растениями, вымывается из
воздуха дождями, поглощается морями,
океанами и пресноводными водоемами.
Лишь в промышленных центрах
содержание углекислого газа может
возрасти до 0,05—0,06%.
Благодаря тому что углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха, он
может накапливаться в нижней части замкнутых пространств, где идет
интенсивное разложение органических веществ: в силосных ямах,
бродильных чанах. В воздухе герметически закрытых помещений
содержание углекислого газа тоже может возрастать до величин,
опасных для человека.
Влияние окружающей среды на дыхание
При повышении концентрации углекислого
газа до 2—3% у человека углубляется и
учащается дыхание, а при 4—5%
появляются первые признаки отравления.
При достижении концентрации 10—12%
наступает быстрая потеря сознания и
смерть. Так как углекислый газ не имеет
запаха, не вызывает раздражения
дыхательных путей и вообще никак не
ощущается, места его скоплений являются
коварными ловушками для всего живого.
Угарный газ в 300 раз быстрее вступает в стойкое соединение с
гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. В результате вместо
кислорода эритроциты транспортируют СО, человек теряет сознание.
Пострадавшего необходимо вынести на чистый воздух, вдыхание
чистого кислорода ускоряет разрушение карбоксигемоглобина.
Влияние окружающей среды на дыхание
Азот составляет основную часть
атмосферного воздуха. По своим
свойствам он является инертным газом. В
растворенном виде азот постоянно
находится в крови и тканевых жидкостях
организма, но ни в какие химические
реакции не вступает. Его значение для
дыхания состоит в том, что он разбавляет
кислород. Жизнь в чистом кислороде была
бы невозможна.
Растворенный в крови азот может стать причиной серьезного
заболевания человека, находящегося в условиях высокого
атмосферного давления. При быстром падении давления избыток
азота не успевает удаляться из организма человека через легкие. В
крови образуются пузырьки азота, которые закупоривают мелкие
кровеносные сосуды, вызывая кессонную болезнь.
Поэтому водолазы, работающие на больших глубинах, поднимаются
на поверхность медленно, с 1—2 остановками, чтобы дать
возможность излишкам азота постепенно покинуть организм.
Работа с тетрадью:
Тема: Газообмен в легких и тканях
Д.З. §§ 26-27
1. Обмен газов в легких и тканях
Признаки для
сравнения
Кислород
Углекислый газ
Азот
Вдыхаемый
воздух
Выдыхаемый
воздух
Альвеолярный
воздух
20,94%
0,03%
79,03%
16,3%
4%
79,7%
14,0%
5,6%
80,4%
В легких О2 диффундирует из альвеол в кровь, а СО2 из крови – в
альвеолы. Транспортируется О2 в форме оксигемоглобина, СО2 – в
форме карбгемоглобина (10%) и гидрокарбонатов КНСО3 и
NaНСО3.
1. Гигиена дыхания
СО2 в 1,5 тяжелее воздуха. При 4—5% – первые признаки
отравления. При концентрации 10—12% потеря сознания и
смерть.
СО в 300 раз быстрее вступает в стойкое соединение с
гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин.
Быстрый выход азота при подъеме с глубины вызывает кессонную
болезнь.
Повторение:
Сколько кислорода во вдыхаемом воздухе?
Сколько кислорода в выдыхаемом воздухе?
Сколько углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе?
В каком виде транспортируется кислород кровью?
В каком виде транспортируется углекислый газ кровью?
Что тяжелее – воздух или углекислый газ? Во сколько раз?
При какой концентрации углекислого газа появляются первые
признаки отравления?
8. При какой концентрации углекислого газа наступает быстрая
потеря сознания и смерть?
9. Какой запах имеет углекислый газ?
10.Какое заболевание развивается при быстром подъеме водолаза с
большой глубины?
11.Почему в альвеолярном воздухе больше углекислого газа, чем в
выдыхаемом?
12.Почему в альвеолярном воздухе меньше кислорода, чем в
выдыхаемом?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Повторение:
Тест 1. Сколько кислорода во вдыхаемом воздухе?
1. 100%.
2. 50%.
3. 21%.
4. 16%.
Тест 2. Сколько кислорода в выдыхаемом воздухе?
1. 21%.
2. 16%.
3. 8%.
4. 0%.
Тест 3. Сколько углекислого газа во вдыхаемом воздухе?
1. 4%.
2. 0,5%.
3. 0,3%.
4. 0,03%.
Повторение:
Тест 4. Сколько углекислого газа в выдыхаемом воздухе?
1. 4%.
2. 0,5%.
3. 0,3%.
4. 0,03%.
Тест 5. В каком виде в основном транспортируется кислород кровью?
1. В форме карбогемоглобина.
2. В форме карбоксигемоглобина.
3. В форме оксигемоглобина.
4. В растворенном состоянии.
**Тест 6. В каком виде транспортируется углекислый газ кровью?
1. В форме карбогемоглобина.
2. В форме карбоксигемоглобина.
3. В растворенном состоянии.
4. В форме гидрокарбонатов.
Повторение:
Тест 7. Что тяжелее – воздух или углекислый газ? Во сколько раз?
1. Воздух, в 1,5 раза.
2. Воздух, в 2 раза.
3. Углекислый газ, в 1,5 раза.
4. Углекислый газ, в 2 раза.
Тест 8. При какой концентрации углекислого газа появляются первые
признаки отравления?
1. 1%.
2. 2-3%.
3. 4-5%.
4. 10-12%.
Тест 9. При какой концентрации углекислого газа наступает быстрая
потеря сознания и смерть?
1. 2-3%.
2. 4-5%.
3. 10-12%.
4. 18-20%.
Повторение:
Тест 10. Какое заболевание развивается при быстром подъеме
водолаза с большой глубины?
1. Гиподинамия.
2. Асфиксия.
3. Синдром Клайнфельтера.
4. Кессонная болезнь.