ГБОУ СПО «СПб УОР №2 (техникум)» Дыхание Выполнил: Гадилов Руслан, студент 2 курса Преподаватель Тарасова И.Н. Атмосферный воздух – смесь газов Этапы дыхания 1. Внешнее дыхание (газообмен в легких) 2. 3. Перенос газов кровью Внутреннее дыхание – тканевое (обмен газов в тканях). Парциальное давление та часть общего давления газовой смеси, которая приходится на долю данного газа. Р воздуха = РО₂ + РСО₂ + РN₂ Чем больше процентное содержание газа в смеси, тем выше парциальное давление данного газа Первый этап: У человека внешнее дыхание обеспечивается трахеей, бронхами, бронхиолами и альвеолами. Площадь альвеол равна 80-100 м2, а объем воздуха в них около 2-3 литров; объем воздухоносных путей — 150-180 мл. Переход О2 из альвеолярного воздуха в кровь и СО2 из крови в альвеолы происходит только путем диффузии. Движущей силой диффузии являются разности (градиенты) парциальных давлений (напряжений) О2 и СО2 по обе стороны альвеолярно-капиллярной мембраны. Атмосферный воздух РО₂=159 мм РСО₂=0,2 мм СО₂ переходит из венозной крови в альвеолы по градиенту давлений Из альвеолярного воздуха в кровь поступает О₂ по градиенту давлений Альвеолярный воздух РО₂=102 мм РСО₂=40 мм РСО₂=47 мм Второй этап: Дыхательная функция крови обеспечивается доставкой к тканям необходимого им количества О2. Кислород в крови находится в двух агрегатных состояниях: растворенный в плазме (0.3 об.%) и связанный с гемоглобином (около 20 об.%) — оксигемоглобин. Hb + O₂ = Hb∙O₂ оксигемоглобин Каждые 100 мл крови содержат 18-19 мл О₂ - кислородная емкость крови. Поскольку молекула гемоглобина содержит 4 частицы гема (железосодержащего вещества), она может связать четыре молекулы О2. Третий этап: Hb∙O₂ Hb + O₂ Свободный О₂ поступает из крови в мышцы. Чем больше работают мышцы, тем больше: образуется Е (нагревание); образуются кислые продукты реакции (Н⁺); уменьшается РО₂ в мышцах. В эритроцитах: 1. Hb + CO₂ = Hb∙CO₂ карбоксигемоглобин (30 % CO₂) 2. CO₂ + H₂O H₂CO₃ в цитоплазме (70 % CO₂ ) Механизм вдоха-выдоха Вдох. 1. Расширение грудной клетки вперед и в стороны: ◦ ◦ Диафрагма сокращается, уплощается, опускается от 2 см при спокойном дыхании и до 10 см при глубоком; Наружные межреберные мышцы сокращаются и ребра поднимаются. 2. Автоматическое расширение легких, уменьшение давления в них на 1,5 мм. ртутного столба. 3. Поступление воздуха в легкие – засасывание. Выдох 1) 2) 3) Сужение грудной клетки Сужение легких Изгнание воздуха из легких в атмосферу. Спокойный выдох осуществляется без непосредственной затраты энергии (мышцы расслабляются, растянутые легкие стремятся вернуться в прежнее состояние). При глубоком выдохе: Внутренние межреберные мышцы; Куполообразная диафрагма; Мышцы брюшной стенки. Дыхательные мышцы наружные межреберные (поднимающие); внутренние межреберные (опускающие); диафрагма; Дополнительные: большие и малые грудные; брюшной пресс. Пневмоторакс – патологическое состояние, возникающее при нарушении герметичности плевральной щели, в результате чего атмосферный воздух заполняет плевральную щель. Определение Pneumon (греч.) – воздух Thorax - грудь Внешнее дыхание Дыхательный объем – объем воздуха, используемый при спокойном дыхании. В состоянии покоя: V вдоха = 500 мл V выдоха = 500 мл Резервный объем вдоха – объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха. V вдоха = 500 мл + 1500 мл Резервный объем выдоха – объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха. V выдоха = 500 мл + 1500 мл Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – сумма величин дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. ЖЕЛ = 500 мл + 1500 мл + 1500 мл = 3500 мл Остаточный объем легких – объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. V = 1500 мл Минутный объем дыхания или легочная вентиляция – то количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает за 1 минуту. ЖЕЛ зависит от: • размеров тела • степени развития дыхательных мышц • пола У мужчин 3200-7200 мл У женщин 2500-5000 мл Регуляция дыхания Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, одни нервные клетки образуют центр вдоха, другие – центр выдоха. Четкой границы между ними нет. Регуляция дыхания Работу дыхательного центра контролирует высший отдел – Варолиев мост (отдел головного мозга). Когда заканчивается выдох, Варолиев мост вызывает возбуждение клеток центра вдоха. В конце вдоха – возбуждение центра выдоха. Это обеспечивает правильное чередование дыхательных движений. Нервная регуляция Непроизвольная регуляция частоты и глубины дыхания Произвольная регуляция частоты и глубины дыхания осуществляется Дыхательным центром продолговатого мозга Корой больших полушарий Воздействие на холодовые , болевые и другие рецепторы может приостановить дыхание Мы можем произвольно ускорить или остановить дыхание Гуморальная регуляция Частоту и глубину дыхания ускоряет Избыток СО2 замедляет Недостаток СО2 В результате усиления вентиляции легких дыхание приостанавливается, т.к. концентрация СО2 в крови снижается Значение дыхания Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду. Типы внешнего дыхания: Грудное (расширение грудной клетки производится путём поднятия рёбер); Брюшное (расширение грудной клетки производится путём уплощения диафрагмы). Типы клеточного дыхания: Анаэробное Аэробное Тканевое дыхание. Анаэробное Анаэробное – это совокупность реакций распада сложных веществ (органических) с выделением энергии. АТФ Фк + АДФ + Е Н3РО4 КФ Фк + К + Е Когда распадается ограниченное количество молекул АТФ и КФ, их надо восстанавливать. Восстановление происходит за счет окисления молочной кислоты. Гликолиз С6Н12О6 Глюкоза 2С3Н6О3 + Е 2 молекулы молочной кислоты Энергия распада глюкозы используется для ресинтеза молекул КФ, а потом АТФ. Тканевое дыхание. Аэробное Аэробное – совокупность реакций окисления (в основном окисляются молочная кислота и жиры). Молочная кислота накапливается в мышцах и является причиной утомления. Во время работы она частично окисляется с освобождением энергии. Молочная кислота + О2 Н2О + СО2 + Е А другая часть накапливается в мышцах и во время отдыха окисляется, поэтому происходит восстановление. Если в крови уменьшается количество глюкозы (гипогликемия), начинают использоваться запасы гликогена печени, из гликогена образуется глюкоза, ее количество в крови увеличивается (гипергликемия). Кислородный запрос – то количество кислорода, которое необходимо для восстановления АТФ после совершения мышцей работы. Существует 2 вида кислородного запроса: 1. Суммарный кислородный запрос – количество кислорода, необходимое для совершения всей работы; 2. Минутный кислородный запрос – количество кислорода, требующееся для выполнения работы в каждую минуту. Кислородный долг – то количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена, образовавшихся при физической работе. Кислородный долг возникает во время работы и ликвидируется в восстановительный период после нее. В зависимости от длительности и интенсивности работы на ликвидацию кислородного долга уходит от нескольких минут до 1,5 часов или нескольких дней. Анаэробная производительность – способность человека работать в условиях нехватки кислорода за счет АТФ и КФ.