Тема 3 Физиология дыхания

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с высвобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду. В среднем в состоянии покоя человек потребляет в течение 1 минуты 250 мл кислорода и выделяет 230 мл углекислого газа. Процесс аэробного окисления является главным механизмом, обеспечивающим освобождение энергии в организме.

Различают пять основных этапов дыхания:

1. Вентиляция легких - газообмен между легкими и окружающей средой;

2. Газообмен между кровью и газовой смесью, находящейся в альвеолах;

3. Транспорт газов кровью - кислорода от легких к тканям, и двуокиси углерода от тканей к легким;

4. Газообмен между кровью и тканями организма – кислород поступает к тканям, а углекислый газ из тканей в кровь;

5. Внутренне (тканевое) дыхание - потребление кислорода тканями и выделение углекислого газа.

Совокупность первого и второго этапов дыхания – это внешнее дыхание, которое обеспечивает газообмен между окружающей средой и кровью. Оно осуществляется с помощью внешнего звена системы дыхания. Прочие этапы дыхания осуществляются посредством внутреннего звена системы дыхания, которые обеспечивают тканевое дыхание.

Главная роль дыхания – обеспечение организма энергией. Источником энергии являются органические соединения, которые поступают в организм с пищевыми веществами. Дыхание обеспечивает высвобождение этой энергии. Энергия высвобождается на последнем этапе – тканевом дыхании – при окислении органических соединений.

Кроме того, система дыхания играет важную роль в процессе регуляции рН внутренней среды организма. В различных клетках организма, но в большей степени в эритроцитах, содержится карбоангидраза, под действием которой из воды и углекислого газа в процессе метаболизма образуется угольная кислота. Однако закисления внутренней среды организма не происходит. Образовавшийся в тканях углекислый газ поступает в кровь, из крови – в эритроцит, где образуется Н₂СО₃. Угольная кислота транспортируется кровью в виде различных химических соединений, в легких вновь превращается в Н₂СО₃ и распадается на СО₂ и Н₂О. Вода выводится из клеток организма в основном почками, а СО₂ – в основном легкими. В течение 1 минуты в покое в организме образуется около 230 мл СО₂, что составляет 15 тыс. моль в сутки, а из крови выводится примерно эквивалентное количество Н⁺-ионов , то есть наибольшее количество ионов Н⁺ удаляется из организма в ходе выделения СО₂. Особенно важную роль в стабилизации рН крови играют буферные системы. Но буферные системы не обеспечивают выведение кислых или щелочных ионов из организма. Они только уменьшают колебания рН внутренней среды в различных условиях.

Кратковременный ацидоз (сдвиг рН в кислую сторону) и алкалоз (сдвиг рН в щелочную сторону) могут развиваться у здорового человека и иметь как дыхательную, так и недыхательную природу. Дыхательный ацидоз может развиваться при длительном вдыхании воздуха с повышенным содержанием углекислого газа. Дыхательный алкалоз может развиваться в результате длительной гипервентиляции, когда из организма вымывается большое количество угольной кислоты.