49. Газообмен в легких и тканях

Содержание газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе неодинаково. Во вдыхаемом воздухе содержится почти 21% кислорода, около 79% азота, примерно 0,03% углекислого газа, небольшое количество водяных паров и инертных газов. В выдыхаемом — 16% кислорода, 4% углекислого газа, увеличивается содержание паров, количество азота и инертных газов остается неизменным.

Кровь, которая течет к легким от сердца (венозная), содержит мало кислорода и много углекислого газа; воздух в альвеолах, наоборот, содержит много кислорода и меньше углекислого газа. Вследствие этого через стенки альвеол и капилляров происходит двусторонняя диффузия —. кислород переходит в кровь, а углекислый газ поступает из крови в альвеолы. В крови кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином. Кровь, насыщенная кислородом, становится артериальной и по легочным венам поступает в левое предсердие.

У человека обмен газами завершается в несколько секунд, пока кровь проходит через альвеолы легких. Это возможно благодаря огромной поверхности легких, сообщающейся с внешней средой. Общая поверхность альвеол составляет свыше 90 м3.

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах. Через их тонкие стенки кислород поступает из крови в тканевую жидкость и затем в клетки, а углекислота из тканей переходит в кровь. Концентрация кислорода в крови больше, чем в клетках, поэтому он легко диффундирует в них.

Концентрация углекислого газа в тканях, где он собирается, выше, чем в крови. Поэтому он переходит в кровь, где связывается химическими соединениями плазмы и отчасти с гемоглобином, транспортируется кровью в легкие и выделяется в атмосферу.

50. Нервная и гуморальная регуляция дыхания

В человеческом организме регулируются все процессы жизнедеятельности. Природой предусмотрено два механизма, которые используются для этой цели - нервный и гуморальный. Именно с их помощью происходит и регуляция дыхания.

Дыхание – жизненно важный процесс в нашем организме. Дыхательная система обеспечивает обмен СО2 и О2 между организмом и внешней окружающей средой. Эту важную жизненную функцию регулируют многочисленные нейроны ЦНС, которые расположены в нескольких отделах мозга и объединены в обобщённое понятие "дыхательный центр". На него воздействуют нервные и гуморальные стимулы, при этом происходит приспособление функции собственно дыхания к условиям внешней среды, которые постоянно меняются.

Нервная регуляция дыхания

Структуры, которые просто необходимы для возникновения дыхательных ритмов, были впервые найдены в продолговатом мозге. Его разрушение ведет к остановке дыхания. Кора головного мозга принимает непосредственное участие в регуляции дыхания. Именно поэтому дыхательный центр находится в постоянной активности. В нём возникают ритмические импульсы возбуждения и регистрируется ритмическая активность. Далее импульсы из центра при помощи центробежных нейронов передаются к дыхательным мышцам и диафрагме. Таким образом осуществляется чередование выдоха и вдоха в нашем организме. При болевом раздражении, раздражении рецепторов кровеносных сосудов или раздражении органов, находящихся в брюшной полости, изменение дыхания происходит совершенно рефлекторно.

Так, если вдохнуть пары аммиака, то будут раздражаться рецепторы слизистой носоглотки, это может привести к рефлекторной задержке дыхательного процесса. Это защита организма, которая срабатывает для предотвращения попадания в лёгкие вредного газа. Регуляция дыхания происходит, когда идут нервные импульсы от дыхательных мышц и рецепторов, расположенных в самих легких. От этих импульсов и зависит глубина выдоха и вдоха.

Регуляция дыхания также способствует приспособлению организма к изменениям среды, например, задерживая дыхание, человек может самостоятельно изменить его ритм и глубину. У спортсменов именно влияние коры головного мозга объясняет предстартовые изменения дыхания, его учащение и углубление перед началом соревнований.

Гуморальная регуляция дыхания.

На центр дыхания влияет химический состав крови, а именно, её газовый состав. Накапливаясь в крови, углекислый газ раздражает рецепторы в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и возбуждает на основе рефлексов дыхательный центр. Так же действуют и другие продукты с повышенной кислотностью, которые поступают в кровь, например, молочная кислота. Её содержание увеличивается в крови во время мышечной работы. Этот отклик дыхательного центра на изменение состояния организма вследствие влияния внешней среды происходит мгновенно, за считанные доли секунды. Возможно, таким образом наш организм беспокоится о состоянии нашего здоровья и предупреждает о будущей или предстоящей опасности. Гуморальную регуляцию по праву можно назвать самой древней формой взаимодействия наших органов с клетками.

Также многие необходимые функции в нашем организме регулируются гормонами. Это высокоактивные и так необходимые организму вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции. Секреторные клетки желёз своей поверхностью соприкасаются со стенками кровеносных сосудов. Именно поэтому гормоны быстро проникают в кровь. Действие их на организм значительно.

Как видим, и нервная, и гуморальная регуляция имеют большое значение для всего организма, а не только для дыхательной системы.