Тема. Фізіологія дихання.

План.

1. Значення дихання і його типи у різних тварин.

2. Легеневе дихання людини.

3. Механізм вдиху і видиху.

4. Вентиляція легенів.

5. Газообмін у легенях і тканинах.

6. Регуляція дихання.

7. Дихання при різних функціональних змінах в організмі і навколишньому середовищі.

1. Значення дихання і його типи у різних тварин.

Дихання – це необхідна ознака життя. Ми дихаємо постійно з моменту народження і до самої смерті. Дихаємо вдень і вночі, під час глибокого сну, в стані здоров’я і хвороби.

В організмі людини і тварин запас кисню обмежений, цьому організму необхідне постійне надходження кисню з навколишнього середовища, також необхідне постійне видалення з організму вуглекислого газу, який утворюється в процесі обміну речовин і в великій кількості є токсичним.

Дихання – складний процес, в результаті якого постійно оновлюється газовий склад крові, у цьому полягає його сутність, тобто обмін газів між організмом і зовнішнім середовищем.

Нормальне функціонування організму людини можливе тільки при умові поповнення енергією, яка постійно витрачається. Організм отримує енергію за рахунок окиснення складних органічних речовин – білків, жирів, вуглеводів. При цьому звільняється скрита хімічна енергія, яка є джерелом життєдіяльності клітин тіла, їх розвитку і росту. Таким чином, значення дихання – це підтримка в організмі оптимального рівня окисно-відновлювальних процесів.

Дихання в широкому розумінні – сукупність реакцій біологічного окиснення органічних енерговмісних речовин з виділенням енергії, необхідного для підтримання процесів життєдіяльності організму.

Біологічне окиснення з участю кисню – аеробне дихання, без кисню – анаеробне дихання.

Організми з аеробним диханням поглинають кисень і виділяють вуглекислий газ. Дихальні гази здатні дифундувати крізь будь-які біологічні мембрани, а рушійною силою дифузії є різниця парціального тиску цих газів. Але в здійсненні газообміну лише шляхом дифузії відіграють важливу роль розміри тіла. Зі збільшенням розмірів тіла – його об’єм і споживання кисню зростають.

Дихання вищих хребетних і людини – сукупність процесів надходження кисню в організм і його споживання клітинами, а також утворення і виведення з організму вуглекислого газу.

У здійсненні надходження газів беруть участь два механізми:

- дифузія – пасивний процес переходу дихальних газів за градієнтом концентрацій;

- конвекція – активний процес, який полягає у підведенні до дихальних органів води чи повітря з киснем.

У процесі дихання більшості багатоклітинних тварин виділяють 3 етапи:

1) зовнішнє дихання;

2) транспорт газів кров’ю;

3) внутрішнє (тканинне) дихання.

Зовнішнє дихання – газообмін між організмом і атмосферним повітрям або процес надходження газів із зовнішнього середовища до організму. Зовнішнє дихання притаманне всім аеробним організмам, його можна поділити на два етапи: 1) обмін газів між атмосферним повітрям і альвеолярним; 2) газообмін між кров’ю легеневих капілярів і альвеолярним повітрям.

Зовнішнє дихання відбувається за рахунок активності апарату зовнішнього дихання: дихальні шляхи, легені, плевра, скелет грудної клітини та її м’язи і діафрагмальні м’язи. Основна функція апарату зовнішнього дихання – забезпечення організму киснем і звільнення його від надлишку вуглекислого газу.

За способом дихання і будовою дихального апарату виділяють такі типи зовнішнього дихання:

1) Шкірне дихання притаманне губкам, кишковопорожнинним, більшості червам. Кисень дифундує через шкіру в кров, а потім до всіх органів тіла. Істотну роль шкірне дихання відіграє і в багатоклітинних тварин, які мають спеціалізовані дихальні органи (молюсків, риб, амфібій).

Дихальні гази проникають лише в розчиненому стані. Поверхня тіла обов’язково повинна бути зволожена секретом шкірних залоз чи періодичним зануренням у воду.

2) Трахейне дихання здійснюється спеціалізованою дихальною системою, доставка кисню відбувається без участі крові чи гемолімфи та кров’яних пігментів. Притаманне комахам, багатоніжкам. Дихальна система представлена системою трубочок, які сполучаються між собою, а по бокам тіла наявно близько 10 отворів-дихалець. Кисень надходить від дихалець через трахеї до клітин тіла завдяки ритмічним скороченням м’язів.

3) Зяброве дихання притаманне ракоподібним, молюскам, голкошкірим, рибам. Зябра – тонкі пластинки ектодермального походження, в середині яких є густа сітка кровоносних капілярів. Вони повинні постійно омиватися водою, оскільки кисень дифундує крізь стінку зябер у розчиненому стані.

4) Легеневе дихання притаманне всім наземним хребетним, а також деяким водним тваринам і деяким безхребетним. На відміну від зябер, легені – ентодермального походження, знаходяться в середині організму.

Транспорт газів відбувається кров’ю. Він забезпечується різницею тиску (напругою) газів по шляху їх руху: кисню від легенів до тканин, вуглекислого газу від тканин до легенів.

Внутрішнє або тканинне дихання можна поділити на два етапи: 1) обмін газів між кров’ю і тканинами; 2) споживання кисню клітинами і виділення ними вуглекислого газу (клітинне дихання).

.