Глава 12

СИСТЕМА ДЫХАНИЯ

12.1. История. Понятия. Роль системы дыхания

История развития представлений о сущности дыхания насчитывает более 2 тыс. лет. Так, Аристотель (IV в. до н.э.) полагал, что при дыхании воздух попадает в артерии, чтобы «умерить внутренний жар организма». Про­тивоположной точки зрения придерживался К.Гален (II в. н.э.). Он считал, что при рож­дении человека в его сердце вспыхивает огонь. Воздух поступает в организм, чтобы поддержать этот огонь. Так появилась идея, что наш организм «горит». Физик и матема­тик Д.Борелли (XVII в.) с помощью термо­метра определил температуру крови в сердце оленя. Она составила всего 39—40 "С. Полу­ченный факт явно не соответствовал пред­ставлениям о «горении». Лишь в XVIII в. М.В.Ломоносов и А.Лавуазье близко подо­шли к современному пониманию сущности дыхания. По их мнению, дыхание — это окислительный процесс, проходящий в крови. Во второй половине XVIII в. Э.Пфлю-гер установил, что окислительные процессы проходят в тканях организма. В опыте на ля­гушке он заменил кровь раствором Рингера и обнаружил, что освобождение энергии про­должается и у обескровленной лягушки.

Дыхание — совокупность процессов, обес­печивающих поступление в организм кисло­рода, использование его для окисления орга­нических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружаю­щую среду. В среднем в состоянии покоя че­ловек потребляет в течение 1 мин 250 мл О₂ и выделяет 230 мл СО₂. Процесс аэробного

окисления является главным в организме, обеспечивающим освобождение энергии. Различают несколько этапов дыхания: 1) га­зообмен между альвеолами и окружающей средой — вентиляция легких; 2) газообмен между кровью организма и газовой смесью, находящейся в легких; 3) транспорт газов кровью — О₂ от легких к тканям, СО₂ от тка­ней организма к легким; 4) газообмен между кровью и тканями организма: О₂ поступает к тканям, а СО₂ из тканей в кровь; 5) потребле­ние О₂ тканями и выделение СО₂ — тканевое (внутреннее) дыхание. Совокупность первого и второго этапов дыхания — это внешнее ды­хание, обеспечивающее газообмен между ок­ружающей средой и кровью. Оно осущест­вляется с помощью внешнего звена системы дыхания, включающего легкие с воздухонос­ными путями и грудную клетку с мышцами, приводящими ее в движение. Прочие этапы дыхания осуществляются посредством внут­реннего звена системы дыхания, включающего кровь, сердечно-сосудистую систему, орга-неллы клеток, и в конечном итоге обеспечи­вают тканевое (внутреннее) дыхание.

Дыхание способствует обеспечению орга­низма энергией. Источником энергии явля­ются органические соединения, поступаю­щие в организм с пищевыми веществами. Дыхание способствует освобождению этой энергии. Энергия освобождается на послед­нем этапе — тканевом дыхании — при окис­лении органических соединений. Энергия необходима для деятельности живых клеток, органов, тканей, организма в целом. В про­цессе дыхания осуществляется регуляция рН внутренней среды.

238

Механизмы тканевого (внутреннего) ды­хания изучают в курсе биохимии; в курсе фи­зиологии изучают внешнее дыхание, транс­порт газов кровью, а также механизмы регу­ляции интенсивности дыхания.