Výměna plynu v tkáních a plících je jak?

Pro zajištění buněk, tkání a orgánů s kyslíkem v lidském těle existuje dýchací systém. Skládá se z následujících orgánů: nosní dutina, nasofarynx, hrtan, trachea, průdušky a plic. V tomto článku budeme studovat jejich strukturu. A také zvážit výměnu plynu v tkáních a plících. Definujte vlastnosti vnějšího dýchání, které se vyskytují mezi tělem a atmosférou, a vnitřní, tekoucí přímo na úrovni buněk.

Proč dýcháme?

Většina lidí bude bez váhání odpovědět: získat kyslík. Ale nevědí, proč to potřebujeme. Mnoho lidí reaguje jednoduše: potřebuje kyslík k dýchání. Vypadá to bludný kruh. Biochemie, která studuje buněčný metabolismus, nám pomůže překonat to.

Jasná mysl lidstva, která studuje tuto vědu, již dlouho dospěla k závěru, že kyslík, který vstupuje do tkání a orgánů, oxiduje sacharidy, tuky a bílkoviny. V tomto případě se vytvářejí energeticky špatné sloučeniny: oxid uhličitý, voda, amoniak. Hlavním úkolem však je, že v důsledku těchto reakcí se syntetizuje ATP - univerzální energetická látka, kterou buňka používá pro svou životně důležitou aktivitu. Lze říci, že výměna plynů v tkáních a plicích dodá tělu a jeho strukturám kyslík nezbytný pro oxidaci.

Mechanismus výměny plynu

Zahrnuje přítomnost alespoň dvou látek, jejichž oběh v těle poskytuje metabolické procesy. Kromě výše zmíněného kyslíku dochází k výměně plynů v plicích, krev a tkáně se objevují s jinou sloučeninou - oxidem uhličitým. Vzniká v reakcích disimilace. Jako toxická výměnná látka musí být odstraněna z cytoplazmy buněk. Zvažme tento proces podrobněji.

Oxid uhličitý difunduje přes buněčnou membránu do intersticiální tekutiny. Z něj vstupuje do krevních kapilár - žil. Dále se tato plavidla spojují a vytvářejí spodní a horní duté žíly. Sbírají krev nasycenou CO_2. A pošlete ji do pravého atria. Při redukci stěn vstupuje část venózní krve do pravé komory. Odtud začíná plicní (malý) kruh krevního oběhu. Jeho úkolem je nasytit krev kyslíkem. Venózní v plicích se stává arteriální. A CO₂, zase vychází z krve a je odstraněn respirační systém. Chcete-li pochopit, jak k tomu dojde, musíte nejdříve studovat strukturu plic. Výměna plynu v plicích a tkáních se provádí ve zvláštních strukturách - alveolách a jejich kapilárách.

Struktura plic

Jedná se o spárované orgány umístěné v hrudní dutině. Levý pruh se skládá ze dvou laloků. Právo je větší. Má tři části. Prostřednictvím brány plic obsahují dva průduchy, které, větvící, tvoří takzvaný strom. Na větvích se vzduch pohybuje během inspirace a výdechu. Na malých respiračních bronchiolech jsou bubliny - alveoly. Jsou shromažďovány v acini. Ti, zase, tvoří plicní parenchym. Je důležité, aby každý dýchací vesikul byl hustě spletený kapilární sítí malých a velkých kruhů krevního oběhu. Přivádění větví plicních tepen, které dodávají venózní krev z pravé komory, transportují oxid uhličitý do alveolového lumenu. A vystupující plicní žíly odvádějí kyslík z alveolárního vzduchu.

Arteriální krev prochází plicními žilkami v levém atriu az něj do aorty. Její větve ve formě tepen jsou zajištěny buňkami těla, které jsou nezbytné pro vnitřní dýchání kyslíkem. V alveoli se krev z venózní tepny stává arteriální. Tak výměna plynu v tkáních a plících je přímo prováděna cirkulací krve malými a velkými kruhy krevního oběhu. To je způsobeno kontinuálními kontrakcemi svalových stěn srdečních komor.

Externí dýchání

Říká se také ventilaci plic. Jedná se o výměnu vzduchu mezi prostředím a alveoly. Fyziologicky správná inhalace nosem poskytuje tělu část vzduchu o takovém složení: přibližně 21% O₂, 0,03% CO₂ a 79% dusíku. Dýchací cestou vstoupí do alveol. Mají vlastní část vzduchu. Jeho složení je následující: 14,2% O₂, 5,2% CO₂, 80% N₂. Inhalace, stejně jako výdech, jsou regulovány dvěma způsoby: nervovým a humorálním (koncentrace oxidu uhličitého). Díky excitaci dýchacího centra medulla oblongata se nervové impulsy přenášejí do respiračních interkostálních svalů a membrány. Objem hrudníku se zvětšuje. Plíce, které pasivně sledují kontrakce hrudní dutiny, se rozšiřují. Tlak vzduchu v nich se stává pod atmosférickým tlakem. Část vzduchu z horních cest dýchacích tak vstoupí do alveol.

Výdech sleduje inspirace. Je doprovázena uvolněním mezikostálních svalů a zvednutím oblouku bránice. To vede k poklesu objemu plic. Tlak vzduchu v nich je vyšší než atmosférický tlak. A vzduch s přebytkem oxidu uhličitého stoupá na bronchioles. Dále na horní cestě dýchacího ústrojí následuje do nosní dutiny. Složení vydechovaného vzduchu je následující: 16,3% О₂, 4% CO₂, 79 N₂. V této fázi dochází k externí výměně plynu. Plicní výměna plynů, prováděná alveoly, poskytuje buňkám kyslík, nezbytný pro vnitřní dýchání.

Celulární dýchání

Součástí systému katabolických reakcí metabolismu a energie. Tyto procesy zkoumají jak biochemii, tak anatomii, a lidská fyziologie. Výměna plynu v plicích a tkáních je navzájem propojená a nemožná. Externí dech dodává kyslík do intersticiální tekutiny a odstraňuje z ní oxid uhličitý. A vnitřní, prováděné přímo v buňce jeho mitochondriálními organelymi, které poskytují oxidační fosforylaci a syntézu molekul ATP, využívají pro tyto procesy kyslík.

Krebsův cyklus

Cyklus trikarboxylových kyselin je přední v dýchání buňky. Kombinuje a koordinuje reakce stupně bez kyslíku výměna energie a procesy zahrnující transmembránové proteiny. Slouží také jako dodavatel stavebních buněk (aminokyselin, jednoduchých cukrů, vyšších karboxylových kyselin), které se tvoří v meziprodukčních reakcích a používají buňky pro růst a dělení. Jak vidíme, v tomto článku byla studována výměna plynu v tkáních a plicích a byla určena její biologická úloha v životně důležité činnosti lidského těla.