Schimbul de gaze în țesuturi și plămâni este cum?

Pentru a furniza celulelor, țesuturilor și organelor cu oxigen în corpul uman, există un sistem respirator. Se compune din următoarele organe: cavitatea nazală, nazofaringe, laringe, trahee, bronhii și plămâni. În acest articol vom studia structura lor. Și, de asemenea, ia în considerare schimbul de gaze în țesuturi și plămâni. Definiți caracteristicile respirației externe care apar între corp și atmosferă și interne, care curge direct la nivelul celular.

De ce respirăm?

Majoritatea oamenilor vor răspunde fără ezitare: pentru a obține oxigen. Dar ei nu știu de ce avem nevoie de ele. Mulți răspund simplu: este nevoie de oxigen pentru a respira. Se pare un cerc vicios. Biochimia, care studiază metabolismul celular, ne va ajuta să o rupem.

Mințile luminoase ale omenirii care studiază această știință au ajuns de mult la concluzia că oxigenul care intră în țesuturi și organe oxidează carbohidrații, grăsimile și proteinele. În acest caz, se formează compuși energic săraci: dioxid de carbon, apă, amoniac. Dar principalul lucru este că, ca urmare a acestor reacții, ATP este sintetizat - o substanță energetică universală folosită de celulă pentru activitatea sa vitală. Se poate spune că schimbul de gaze în țesuturi și plămâni va furniza corpului și structurilor sale oxigenul necesar pentru oxidare.

Mecanism de schimb de gaze

Aceasta implică prezența a cel puțin două substanțe, a căror circulație în organism asigură procese metabolice. În plus față de oxigenul menționat anterior, schimbul de gaze în plămâni, sânge și țesuturi are loc cu un alt compus - dioxid de carbon. Se formează în reacțiile de disimilare. Fiind o substanță toxică de schimb, aceasta trebuie îndepărtată din citoplasma celulelor. Să considerăm acest proces mai detaliat.

Dioxidul de carbon difuzează prin membrana celulară în fluidul interstițial. Din aceasta, intra în capilarele sanguine - venule. Mai mult, aceste nave fuzionează, formând cele inferioare și vene superioare goale. Ei colectează sânge saturat cu CO_2. Și trimite-l la atriul drept. Odată cu reducerea pereților, o parte din sângele venos intră în ventriculul drept. De aici începe cercul pulmonar (mic) al circulației sângelui. Sarcina lui este să sature sângele cu oxigen. Venos în plămâni devine arterială. Un CO₂, la rândul său, iese din sânge și este îndepărtat sistemul respirator. Pentru a înțelege cum se întâmplă acest lucru, mai întâi trebuie să studiați structura plămânilor. Schimbul de gaze în plămâni și țesuturi se realizează în structuri speciale - alveolele și capilarele lor.

Structura plămânilor

Acestea sunt organe pereche situate în cavitatea toracică. Plămânul stâng este alcătuit din doi lobi. Dreptul este mai mare în dimensiune. Are trei părți. Prin poarta plămânilor, ele conțin două bronhii, care, ramificând, formează un așa-numit copac. Pe ramurile sale, aerul se mișcă în timpul inspirației și exhalării. Pe bronșiile mici, respiratorii există bule - alveole. Ele sunt colectate în acini. Aceștia, la rândul lor, formează un parenchim pulmonar. Este important ca fiecare vezicula respiratorie să fie împletită cu densitate printr-o rețea capilară de cercuri mici și mari de circulație a sângelui. Aducerea ramurilor arterelor pulmonare, care alimentează sânge venos din ventriculul drept, transportă dioxidul de carbon în lumenul alveolar. Și venulele pulmonare de ieșire iau oxigenul din aerul alveolar.

Sânge arterial trece prin venele pulmonare din atriul stâng și din ea în aorta. Ramurile ei sub formă de artere sunt furnizate de celulele corpului necesare pentru respirația internă cu oxigen. Este în alveole ca sângele venosului devine arterial. Astfel, schimbul de gaze în țesuturi și plămâni este efectuat direct prin circulația sângelui prin cercuri mici și mari de circulație a sângelui. Aceasta se datorează contracțiilor continue ale pereților musculari ai camerelor cardiace.

Respirație externă

Se mai numeste si ventilarea plamanilor. Este un schimb de aer între mediul înconjurător și alveole. O inhalare fiziologică corectă prin nas furnizează corpului o porțiune de aer cu o astfel de compoziție: aproximativ 21% O₂, 0,03% CO₂ și 79% din azot. Prin căile aeriene, el intră în alveole. Ei au propria lor porțiune de aer. Compoziția sa este după cum urmează: 14,2% O₂, 5,2% CO₂, 80% N₂. Inhalarea, precum și expirarea, sunt reglementate în două moduri: nervoase și umorale (concentrația dioxidului de carbon). Datorită excitației centrului respirator al medulla oblongata, impulsurile nervoase sunt transmise muschilor intercostali respiratori și diafragmei. Volumul pieptului crește. Plămânii, care urmează pasiv contracțiile cavității toracice, se extind. Presiunea aerului din ele devine sub presiunea atmosferică. Prin urmare, o porțiune de aer din tractul respirator superior intră în alveole.

Expirarea urmează inspirația. Este însoțită de relaxarea mușchilor intercostali și de ridicarea arcului diafragmei. Aceasta duce la o scădere a volumului pulmonar. Presiunea aerului din ele devine mai mare decât presiunea atmosferică. Și aerul cu un exces de dioxid de carbon se ridică la bronhioles. Mai mult, pe tractul respirator superior, acesta urmează în cavitatea nazală. Compoziția aerului expirat este după cum urmează: 16,3% О₂, 4% CO₂, 79 N₂. În acest stadiu are loc schimbul extern de gaz. Schimbul de gaz pulmonar, efectuat de către alveole, furnizează celulelor cu oxigen, necesare pentru respirația internă.

Respirația celulară

Inclus în sistemul de reacții catabolice de metabolism și energie. Aceste procese studiază atât biochimia, cât și anatomia și fiziologia umană. Schimbul de gaze în plămâni și țesuturi este interdependent și imposibil unul fără celălalt. Astfel, respirația externă furnizează oxigenul fluidului interstițial și elimină dioxidul de carbon din acesta. O internă, realizată direct în celula organite sale - mitocondrii care asigură fosforilării oxidative și a sintezei ATP, utilizează oxigen pentru aceste procese.

Ciclul Krebs

Ciclul acizilor tricarboxilici este cel mai important în respirația celulei. Combină și coordonează reacțiile etapei fără oxigen schimbul de energie și procesele care implică proteine ​​transmembranare. De asemenea, servește ca furnizor de materiale celulare de construcție (aminoacizi, zaharuri simple, acizi carboxilici mai mari), formați în reacțiile lor intermediare și utilizați de celulă pentru creștere și diviziune. După cum vedem, în acest articol a fost studiat schimbul de gaze în țesuturi și plămâni și a fost determinat rolul său biologic în activitatea vitală a corpului uman.