Nous savons tous très bien que sans air, aucun être vivant ne peut vivre sur terre. L'air est vital pour nous tous. Tout le monde, des enfants aux adultes, sait qu’il est impossible de survivre sans air, mais tout le monde ne sait pas ce qu’est l’air et de quoi il se compose. Ainsi, l'air est un mélange de gaz qui ne peut être ni vu ni touché, mais nous savons tous très bien qu'il se trouve autour de nous, même si nous ne le remarquons pratiquement pas. Mener des recherches de divers types, notamment, vous pouvez dans notre laboratoire.
Nous ne pouvons sentir l’air que lorsque nous ressentons un vent fort ou que nous sommes à proximité d’un ventilateur. De quoi est constitué l’air ? Il est constitué d’azote et d’oxygène, et seulement d’une petite partie d’argon, d’eau, d’hydrogène et de dioxyde de carbone. Si l'on considère la composition de l'air en pourcentage, alors l'azote est de 78,08 pour cent, l'oxygène de 20,94 pour cent, l'argon de 0,93 pour cent, le dioxyde de carbone de 0,04 pour cent, le néon de 1,82 * 10-3 pour cent, l'hélium de 4,6 * 10-4 pour cent, le méthane de 1,7 * 10- 4 pour cent, krypton 1,14*10-4 pour cent, hydrogène 5*10-5 pour cent, xénon 8,7*10-6 pour cent, oxyde nitreux 5*10-5 pour cent.
La teneur en oxygène de l'air est très élevée, car c'est l'oxygène nécessaire au fonctionnement du corps humain. L'oxygène, observé dans l'air lors de la respiration, pénètre dans les cellules du corps humain et participe au processus d'oxydation, à la suite duquel l'énergie nécessaire à la vie est libérée. De plus, l'oxygène présent dans l'air est nécessaire à la combustion du carburant, qui produit de la chaleur, ainsi qu'à la production d'énergie mécanique dans les moteurs à combustion interne.
De plus, des gaz inertes sont extraits de l’air lors de la liquéfaction. La quantité d'oxygène dans l'air, si vous la regardez en pourcentage, alors l'oxygène et l'azote dans l'air représentent 98 pour cent. Connaissant la réponse à cette question, une autre question se pose : quelles substances gazeuses sont contenues dans l'air.
Ainsi, en 1754, un scientifique nommé Joseph Black a confirmé que l'air est constitué d'un mélange de gaz, et non d'une substance homogène comme on le pensait auparavant. La composition de l’air sur Terre comprend le méthane, l’argon, le dioxyde de carbone, l’hélium, le krypton, l’hydrogène, le néon et le xénon. Il convient de noter que le pourcentage d’air peut varier légèrement selon l’endroit où vivent les gens.
Malheureusement, dans les grandes villes, la proportion de dioxyde de carbone en pourcentage sera plus élevée que, par exemple, dans les villages ou les forêts. La question se pose de savoir quel pourcentage d’oxygène se trouve dans l’air des montagnes. La réponse est simple, l’oxygène est beaucoup plus lourd que l’azote, il y en aura donc beaucoup moins dans l’air en montagne, car la densité de l’oxygène diminue avec l’altitude.
Niveau d'oxygène dans l'air
Ainsi, concernant le taux d'oxygène dans l'air, il existe certaines normes, par exemple pour la zone de travail. Pour qu'une personne puisse travailler pleinement, le niveau d'oxygène dans l'air est compris entre 19 et 23 pour cent. Lors de l'exploitation d'équipements dans les entreprises, il est impératif de surveiller l'étanchéité des appareils, ainsi que des diverses machines. Si, lors du test de l'air dans la pièce où les gens travaillent, le niveau d'oxygène est inférieur à 19 %, il est alors impératif de quitter la pièce et d'activer la ventilation d'urgence. Vous pouvez contrôler le niveau d'oxygène dans l'air sur le lieu de travail en invitant le laboratoire et la recherche EcoTestExpress.
Définissons maintenant ce qu'est l'oxygène
L'oxygène est un élément chimique du tableau périodique des éléments de Mendeleev ; l'oxygène n'a ni odeur, ni goût, ni couleur. L’oxygène dans l’air est extrêmement nécessaire à la respiration humaine ainsi qu’à la combustion, car ce n’est un secret pour personne que s’il n’y a pas d’air, aucun matériau ne brûlera. L'oxygène contient un mélange de trois nucléides stables dont les nombres de masse sont 16, 17 et 18.
Ainsi, l’oxygène est l’élément le plus répandu sur Terre, en ce qui concerne le pourcentage, le plus grand pourcentage d’oxygène se trouve dans les silicates, qui représentent environ 47,4 pour cent de la masse de la croûte terrestre solide. En outre, la mer et les eaux douces de la terre entière contiennent une énorme quantité d'oxygène, à savoir 88,8 pour cent, tandis que la quantité d'oxygène dans l'air n'est que de 20,95 pour cent. Il convient également de noter que l’oxygène fait partie de plus de 1 500 composés présents dans la croûte terrestre.
Quant à la production d’oxygène, elle est obtenue par séparation de l’air à basse température. Ce processus se déroule comme ceci : d'abord, l'air est comprimé à l'aide d'un compresseur ; une fois comprimé, l'air commence à se réchauffer. L'air comprimé peut refroidir à température ambiante et, après refroidissement, il peut se dilater librement.
Lorsque l'expansion se produit, la température du gaz commence à baisser fortement ; une fois l'air refroidi, sa température peut être inférieure de plusieurs dizaines de degrés à la température ambiante, cet air est à nouveau soumis à une compression et la chaleur dégagée est évacuée. Après plusieurs étapes de compression et de refroidissement de l'air, un certain nombre d'autres procédures sont effectuées, à la suite desquelles l'oxygène pur est séparé sans aucune impureté.
Et ici une autre question se pose : qu'est-ce qui est le plus lourd : l'oxygène ou le dioxyde de carbone. La réponse est tout simplement : le dioxyde de carbone sera bien sûr plus lourd que l’oxygène. La densité du dioxyde de carbone est de 1,97 kg/m3, mais celle de l’oxygène, quant à elle, est de 1,43 kg/m3. Quant au dioxyde de carbone, il s'avère qu'il joue l'un des rôles principaux dans la vie de toute vie sur terre, et a également un impact sur le cycle du carbone dans la nature. Il a été prouvé que le dioxyde de carbone intervient dans la régulation de la respiration, ainsi que de la circulation sanguine.
Qu’est-ce que le dioxyde de carbone ?
Définissons maintenant plus en détail ce qu’est le dioxyde de carbone et désignons également la composition du dioxyde de carbone. En d’autres termes, le dioxyde de carbone est du dioxyde de carbone, c’est un gaz incolore avec une odeur et un goût légèrement acides. Quant à l'air, la concentration de dioxyde de carbone est de 0,038 pour cent. Les propriétés physiques du dioxyde de carbone font qu’il n’existe pas à l’état liquide à pression atmosphérique normale, mais passe directement de l’état solide à l’état gazeux.
Le dioxyde de carbone sous forme solide est également appelé neige carbonique. Aujourd’hui, le dioxyde de carbone participe au réchauffement climatique. Le dioxyde de carbone est produit par la combustion de diverses substances. Il convient de noter que lors de la production industrielle de dioxyde de carbone, celui-ci est pompé dans des cylindres. Le dioxyde de carbone pompé dans des bouteilles est utilisé comme extincteurs, ainsi que dans la production d'eau gazeuse et est également utilisé dans les armes pneumatiques. Et aussi dans l'industrie alimentaire comme conservateur.
Composition de l'air inhalé et expiré
Examinons maintenant la composition de l'air inhalé et expiré. Tout d’abord, définissons ce qu’est la respiration. La respiration est un processus complexe et continu par lequel la composition gazeuse du sang est constamment renouvelée. La composition de l'air inhalé est de 20,94 pour cent d'oxygène, 0,03 pour cent de dioxyde de carbone et 79,03 pour cent d'azote. Mais la composition de l’air expiré n’est que de 16,3 pour cent d’oxygène, autant que 4 pour cent de dioxyde de carbone et 79,7 pour cent d’azote.
Vous pouvez remarquer que l’air inhalé diffère de l’air expiré par sa teneur en oxygène, ainsi que par la quantité de dioxyde de carbone. Ce sont les substances qui composent l’air que nous respirons et expirons. Ainsi, notre corps est saturé d’oxygène et libère tout le dioxyde de carbone inutile à l’extérieur.
L'oxygène sec améliore les propriétés électriques et protectrices des films grâce à l'absence d'eau, ainsi que leur compactage et la réduction de la charge volumique. De plus, l'oxygène sec, dans des conditions normales, ne peut pas réagir avec l'or, le cuivre ou l'argent. Pour effectuer une analyse chimique de l'air ou d'autres recherches en laboratoire, notamment, vous pouvez le faire dans notre laboratoire EcoTestExpress.
L'air est l'atmosphère de la planète sur laquelle nous vivons. Et nous nous posons toujours la question de savoir ce qui est inclus dans l'air, la réponse est simplement un ensemble de gaz, comme il a déjà été décrit ci-dessus quels gaz sont dans l'air et dans quelle proportion. Quant à la teneur en gaz de l'air, tout est simple et facile : le pourcentage est le même pour presque toutes les régions de notre planète.
Composition et propriétés de l'air
L'air est constitué non seulement d'un mélange de gaz, mais également de divers aérosols et vapeurs. La composition en pourcentage de l'air est le rapport entre l'azote, l'oxygène et les autres gaz présents dans l'air. Donc, quelle est la quantité d’oxygène dans l’air, la réponse simple est seulement 20 pour cent. La composition des composants du gaz, quant à l'azote, contient la part du lion de tout l'air, et il convient de noter qu'à pression élevée, l'azote commence à avoir des propriétés narcotiques.
Ceci n’est pas négligeable, car lorsque les plongeurs travaillent, ils doivent souvent travailler en profondeur sous une pression énorme. On a beaucoup parlé de l'oxygène car il revêt une grande importance pour la vie humaine sur notre planète. Il convient de noter que l’inhalation par une personne d’air enrichi en oxygène pendant une courte période n’a pas d’effet néfaste sur la personne elle-même.
Mais si une personne inhale pendant une longue période de l'air avec un niveau d'oxygène accru, cela entraînera des changements pathologiques dans le corps. Un autre composant principal de l'air, sur lequel on a déjà beaucoup parlé, est le dioxyde de carbone, car il s'avère qu'une personne ne peut pas vivre sans lui ni sans oxygène.
S’il n’y avait pas d’air sur Terre, aucun organisme vivant ne serait capable de vivre sur notre planète, et encore moins de fonctionner d’une manière ou d’une autre. Malheureusement, dans le monde moderne, un grand nombre d'installations industrielles qui polluent notre air ont récemment souligné la nécessité de protéger l'environnement et de surveiller la pureté de l'air. Par conséquent, vous devez prendre des mesures fréquentes de l’air pour déterminer sa propreté. S'il vous semble que l'air de votre pièce n'est pas assez pur et que cela est dû à des facteurs externes, vous pouvez toujours contacter le laboratoire EcoTestExpress, qui effectuera tous les tests (recherches) nécessaires et donnera une conclusion sur la propreté de l'air. l'air que vous inspirez.
Donné dans le tableau. 1.1 la composition de l'air atmosphérique subit diverses modifications dans les espaces clos. Premièrement, la teneur en pourcentage de composants essentiels individuels change et, deuxièmement, des impuretés supplémentaires qui ne sont pas caractéristiques de l'air pur apparaissent. Dans ce paragraphe, nous parlerons des changements dans la composition du gaz et de ses écarts admissibles par rapport à la normale.
Les gaz les plus importants pour la vie humaine sont l’oxygène et le dioxyde de carbone, qui participent aux échanges gazeux entre l’homme et l’environnement. Cet échange gazeux se produit principalement dans les poumons humains lors de la respiration. Les échanges gazeux se produisant à travers la surface de la peau sont environ 100 fois inférieurs à ceux à travers les poumons, puisque la surface du corps humain adulte est d'environ 1,75 m2 et la surface des alvéoles pulmonaires est d'environ 200 m2. Le processus respiratoire s'accompagne de la formation de chaleur dans le corps humain à raison de 4,69 à 5,047 (en moyenne 4,879) kcal pour 1 litre d'oxygène absorbé (converti en dioxyde de carbone). Il est à noter que seule une petite partie de l'oxygène contenu dans l'air inhalé est absorbée (environ 20 %). Ainsi, si l'air atmosphérique contient environ 21 % d'oxygène, alors l'air expiré par une personne en contiendra environ 17 %. Généralement, la quantité de dioxyde de carbone expirée est inférieure à la quantité d’oxygène absorbée. Le rapport entre les volumes de dioxyde de carbone émis par une personne et l'oxygène absorbé est appelé coefficient respiratoire (RQ), qui varie généralement de 0,71 à 1. Cependant, si une personne est dans un état de forte excitation ou effectue un travail très dur , le RQ peut être même supérieur à un.
La quantité d'oxygène dont une personne a besoin pour maintenir ses fonctions vitales normales dépend principalement de l'intensité du travail qu'elle effectue et est déterminée par le degré de tension nerveuse et musculaire. L'absorption de l'oxygène dans le sang se produit mieux à une pression partielle d'environ 160 mmHg. Art., qui à une pression atmosphérique de 760 mm Hg. Art. correspond au pourcentage normal d'oxygène dans l'air atmosphérique, soit 21 %.
Grâce à la capacité d'adaptation du corps humain, une respiration normale peut être observée même avec de plus petites quantités d'oxygène.
Si la réduction de la teneur en oxygène dans l'air se produit en raison de gaz inertes (par exemple l'azote), une réduction significative de la quantité d'oxygène est alors possible - jusqu'à 12 %.
Cependant, dans les espaces clos, une diminution de la teneur en oxygène s'accompagne non pas d'une augmentation de la concentration de gaz inertes, mais de l'accumulation de dioxyde de carbone. Dans ces conditions, la teneur minimale maximale autorisée en oxygène dans l’air devrait être beaucoup plus élevée. Habituellement, la teneur en oxygène de 17 % en volume est considérée comme la norme pour cette concentration. D'une manière générale, dans les espaces clos, le pourcentage d'oxygène ne diminue jamais jusqu'à cette norme, puisque la concentration de dioxyde de carbone atteint la valeur limite beaucoup plus tôt. Par conséquent, il est pratiquement plus important d'établir des normes maximales admissibles pour la teneur en dioxyde de carbone plutôt qu'en oxygène dans les espaces clos.
Le dioxyde de carbone CO2 est un gaz incolore avec un léger goût et une odeur aigre ; il est 1,52 fois plus lourd que l'air et légèrement toxique. L'accumulation de dioxyde de carbone dans l'air des espaces clos entraîne des maux de tête, des étourdissements, une faiblesse, une perte de sensibilité voire une perte de conscience.
On estime que la quantité de dioxyde de carbone dans l’air atmosphérique est de 0,03 % en volume. Cela est vrai pour les zones rurales. Dans l'air des grands centres industriels, sa teneur est généralement plus élevée. Pour les calculs, une concentration de 0,04 % est prise. L'air expiré par l'homme contient environ 4 % de dioxyde de carbone.
Sans conséquences néfastes pour le corps humain, des concentrations de dioxyde de carbone nettement supérieures à 0,04 % peuvent être tolérées dans l’air des espaces clos.
La concentration maximale admissible de dioxyde de carbone dépend de la durée du séjour des personnes dans un espace clos particulier et du type de leur occupation. Par exemple, pour les abris scellés, lorsqu'on y place des personnes en bonne santé pendant une période ne dépassant pas 8 heures, une norme de 2 % peut être acceptée comme concentration maximale admissible de CO2. Pour les séjours de courte durée, ce tarif peut être majoré. La possibilité qu'une personne se trouve dans un environnement à fortes concentrations de dioxyde de carbone est due à la capacité du corps humain à s'adapter à diverses conditions. Lorsque la concentration de CO2 est supérieure à 1 %, une personne commence à inhaler beaucoup plus d’air. Ainsi, à une concentration de CO2 de 3 %, la respiration double même au repos, ce qui en soi n'entraîne pas de conséquences négatives notables lors d'un séjour relativement court dans un tel air. Si une personne reste suffisamment longtemps (3 jours ou plus) dans une pièce avec une concentration de CO2 de 3%, elle risque de perdre connaissance.
Lorsque des personnes restent longtemps dans des pièces fermées et lorsqu'elles effectuent tel ou tel travail, la concentration maximale admissible de dioxyde de carbone doit être nettement inférieure à 2 %. Il est permis de fluctuer de 0,1 à 1 %. Une teneur en dioxyde de carbone de 0,1 % peut être considérée comme acceptable pour les locaux ordinaires non scellés des bâtiments et des structures à des fins diverses. Une concentration plus faible de dioxyde de carbone (environ 0,07-0,08) ne devrait être prescrite que pour les locaux des établissements médicaux et pour enfants.
Comme le montre clairement ce qui suit, les exigences relatives à la teneur en dioxyde de carbone dans l'air intérieur des bâtiments hors sol sont généralement facilement satisfaites si les sources de son émission sont des personnes. La question est différente lorsque le dioxyde de carbone s'accumule dans les installations de production à la suite de certains processus technologiques se déroulant, par exemple, dans les ateliers de levure, de brasserie et d'hydrolyse. Dans ce cas, 0,5 % est considéré comme la concentration maximale admissible de dioxyde de carbone.
L'air atmosphérique est un mélange de divers gaz - oxygène, azote, dioxyde de carbone, vapeur d'eau, ozone, gaz inertes, etc. La partie la plus importante de l'air est l'oxygène. L'air inhalé contient 20,7 % d'oxygène. Il est nécessaire à la mise en œuvre des processus oxydatifs dans l’organisme. Une personne consomme environ 12 litres d'oxygène par heure, le besoin en augmentant lors d'un travail physique. La teneur en oxygène dans les espaces clos inférieure à 17 % est un indicateur défavorable ; à 13-14 %, une privation d'oxygène se produit, à 7-8 % - la mort. Dans l'air expiré, la quantité d'oxygène est de 15 à 16 %.
Le dioxyde de carbone (CO2) représente généralement 0,03 à 0,04 % de l'air. Il y a 100 fois plus de carbone dans l'air expiré, soit 3-4%. La teneur maximale autorisée en dioxyde de carbone dans l'air intérieur est de 0,1 %. Avec une ventilation insuffisante des pièces où se trouvent de nombreuses personnes, la teneur en dioxyde de carbone atteint 0,8 %. À 1-1,5 % de CO2, la santé se détériore ; un niveau plus élevé de CO2 dans l’air peut entraîner d’importants problèmes de santé. Une diminution de la concentration de CO2 dans l’air n’est pas dangereuse.
L'azote (N2) est contenu dans l'air à un niveau de 78,97 à 79,2 %. Il ne participe pas aux processus métaboliques des organismes vivants et sert de diluant pour d'autres gaz, principalement l'oxygène. L'azote de l'air participe au cycle de l'azote dans la nature.
L'ozone (O3) se trouve généralement dans l'air proche de la Terre à de très petites doses (0,01 à 0,06 mg/m3). Il est formé par des décharges électriques lors d’un orage. Plus l'air est pur, plus il y a d'ozone, ceci s'observe dans les montagnes et dans les forêts de conifères. L'ozone a un effet bénéfique sur le corps humain. L'ozone est utilisé pour désinfecter l'eau et désodoriser l'air, car il a un fort effet oxydant dû à la libération d'oxygène atomique.
Les gaz inertes - l'argon, le krypton et autres n'ont aucune signification physiologique.
Impuretés nocives. Les impuretés gazeuses et les particules en suspension pénètrent dans l'air à la suite des activités humaines. Les polluants atmosphériques gazeux les plus courants sont le monoxyde de carbone, le dioxyde de soufre, les oxydes d'ammoniac et d'azote ainsi que le sulfure d'hydrogène. Dans les établissements de restauration collective, une pollution de l'air est possible avec des produits de combustion incomplète de combustible, un mélange gazeux (dans les cuisines gazéifiées), des gaz (NH3, H2S) dégagés lors de la décomposition, de l'ammoniac (lors de l'utilisation d'unités de réfrigération à l'ammoniac). Lors de la cuisson des aliments, il est possible de libérer de l'acroléine, une substance hautement toxique, ainsi que des acides gras volatils.
Le monoxyde de carbone (CO) se forme lors d'une combustion incomplète du carburant, fait partie des mélanges de gaz inflammables, est inodore et provoque des intoxications aiguës et chroniques. Dans les cuisines gazéifiées, il s'accumule lorsque le gaz s'échappe du réseau ou est incomplètement brûlé. La concentration maximale de CO dans l'air atmosphérique pouvant être autorisée est de 1 mg/m3 (moyenne par jour), tandis que pour la zone de travail, une teneur de 20 à 100 mg/m3CO est autorisée, en fonction de la durée des travaux.
L'homme respire air atmosphérique, qui a la composition suivante : 20,94 % d'oxygène, 0,03 % de dioxyde de carbone, 79,03 % d'azote. Dans l'air expiré 16,3% d'oxygène, 4% de dioxyde de carbone, 79,7% d'azote sont détectés.
Air alvéolaire sa composition diffère de celle de l'atmosphère. Dans l'air alvéolaire, la teneur en oxygène diminue fortement et la quantité de dioxyde de carbone augmente. Teneur en pourcentage de gaz individuels dans l'air alvéolaire : 14,2-14,6 % d'oxygène, 5,2-5,7 % de dioxyde de carbone, 79,7 à 80 % d'azote.
STRUCTURE DES POUMONS.
Les poumons sont des organes respiratoires appariés situés dans une cavité thoracique hermétiquement fermée. Leur voies respiratoires représenté par le nasopharynx, le larynx, la trachée. La trachée dans la cavité thoracique est divisée en deux bronches - droite et gauche, dont chacune, se ramifiant à plusieurs reprises, forme ce qu'on appelle l'arbre bronchique. Les plus petites bronches - les bronchioles aux extrémités se transforment en vésicules aveugles - les alvéoles pulmonaires.
Les échanges gazeux ne se produisent pas dans les voies respiratoires et la composition de l'air ne change pas. L'espace enfermé dans les voies respiratoires est appelé mort, ou nuisible. Lors d'une respiration calme, le volume d'air dans l'espace mort est 140-150 ml.
La structure des poumons garantit qu’ils remplissent la fonction respiratoire. La fine paroi des alvéoles est constituée d'un épithélium monocouche, facilement perméable aux gaz. La présence d'éléments élastiques et de fibres musculaires lisses assure un étirement rapide et facile des alvéoles, afin qu'elles puissent accueillir de grandes quantités d'air. Chaque alvéole est recouverte d'un réseau dense de capillaires dans lesquels se ramifie l'artère pulmonaire.
Chaque poumon est recouvert à l'extérieur d'une membrane séreuse - plèvre, constitué de deux feuilles : pariétale et pulmonaire (viscérale). Entre les couches de la plèvre se trouve un espace étroit rempli de liquide séreux - cavité pleurale.
L'expansion et l'effondrement des alvéoles pulmonaires, ainsi que le mouvement de l'air le long des voies respiratoires, s'accompagnent de l'apparition de bruits respiratoires, qui peuvent être examinés par auscultation. (auscultation).
La pression dans la cavité pleurale et le médiastin est toujours normale négatif. De ce fait, les alvéoles sont toujours étirées. La pression intrathoracique négative joue un rôle important dans l'hémodynamique, assurant le retour veineux du sang vers le cœur et améliorant la circulation sanguine dans le cercle pulmonaire, notamment lors de la phase d'inhalation.
CYCLE RESPIRATOIRE.
Le cycle respiratoire comprend une inspiration, une expiration et une pause respiratoire. Durée inhalation chez un adulte de 0,9 à 4,7 s, durée exhalation - 1,2-6 s. La pause respiratoire est de taille variable et peut même être absente.
Les mouvements respiratoires sont effectués avec un certain rythme et fréquence, qui sont déterminés par le nombre d'excursions thoraciques en 1 minute. Chez un adulte, la fréquence respiratoire est 12-18 en 1 min.
Profondeur des mouvements respiratoires déterminé par l'amplitude des excursions thoraciques et en utilisant des méthodes spéciales permettant d'étudier les volumes pulmonaires.
Mécanisme d'inhalation. L'inhalation est assurée par l'expansion de la poitrine due à la contraction des muscles respiratoires - les muscles intercostaux externes et le diaphragme. Le flux d'air dans les poumons dépend en grande partie de la pression négative dans la cavité pleurale.
Mécanisme d'expiration. L'expiration (expiration) résulte de la relaxation des muscles respiratoires, ainsi que de la traction élastique des poumons essayant de reprendre leur position d'origine. Les forces élastiques des poumons sont représentées par les forces de composante tissulaire et de tension superficielle, qui tendent à réduire au minimum la surface sphérique alvéolaire. Cependant, les alvéoles ne s’effondrent normalement jamais. La raison en est la présence d'une substance tensioactive stabilisante dans les parois des alvéoles - tensioactif produite par les alvéolocytes.
VOLUME PULMONAIRE. VENTILATION PULMONAIRE.
Volume courant- la quantité d'air qu'une personne inspire et expire lors d'une respiration calme. Son volume est 300 à 700 ml.
Volume de réserve inspiratoire- la quantité d'air qui peut être introduite dans les poumons si, suite à une inspiration douce, une inspiration maximale est effectuée. Le volume de réserve inspiratoire est égal à 1500-2000ml.
Volume de réserve expiratoire- le volume d'air qui est extrait des poumons si, après une inspiration et une expiration calmes, une expiration maximale est effectuée. Cela revient à 1 500-2 000 ml.
Volume résiduel- c'est le volume d'air qui reste dans les poumons après l'expiration la plus profonde. Le volume résiduel est égal à 1000-1500ml air.
Volume courant, volumes de réserve inspiratoire et expiratoire
constituent ce qu'on appelle capacité vitale.
Capacité vitale des poumons chez les hommes jeune
s'élève à 3,5-4,8 l, pour les femmes - 3-3,5 l.
Capacité pulmonaire totale se compose de la capacité vitale des poumons et du volume d’air résiduel.
Ventilation pulmonaire- la quantité d'air échangée en 1 minute.
La ventilation pulmonaire est déterminée en multipliant le volume courant par le nombre de respirations par minute (volume minute de respiration). Chez un adulte en état de repos physiologique relatif, la ventilation pulmonaire est 6-8 l par 1 min.
Les volumes pulmonaires peuvent être déterminés à l'aide d'appareils spéciaux - spiromètre et spirographe.
TRANSPORT DE GAZ PAR LE SANG.
Le sang apporte de l'oxygène aux tissus et élimine le dioxyde de carbone.
Le mouvement des gaz de l'environnement vers le liquide et du liquide vers l'environnement s'effectue grâce à la différence de leur pression partielle. Le gaz se diffuse toujours d’un environnement où la pression est élevée vers un environnement où la pression est plus faible.
Pression partielle d'oxygène dans l'air atmosphérique 21,1 kPa (158 mmHg St.), dans l'air alvéolaire - 14,4-14,7 kPa (108-110 mmHg. St.) et dans le sang veineux circulant vers les poumons - 5,33 kPa (40 mmHg St.). Dans le sang artériel des capillaires de la circulation systémique, la tension en oxygène est 13,6-13,9 kPa (102-104 mmHg), dans le liquide interstitiel - 5,33 kPa (40 mm Hg), dans les tissus - 2,67 kPa (20 mm Hg). Ainsi, à toutes les étapes du mouvement de l'oxygène, il existe une différence dans sa pression partielle, ce qui favorise la diffusion du gaz.
Le mouvement du dioxyde de carbone se produit dans la direction opposée. La tension du dioxyde de carbone dans les tissus est de 8,0 kPa ou plus (60 mm Hg ou plus), dans le sang veineux - 6,13 kPa (46 mm Hg), dans l'air alvéolaire - 0,04 kPa (0,3 mmHg). Ainsi, la différence de tension du dioxyde de carbone le long de son parcours provoque la diffusion du gaz des tissus vers l'environnement.
Transport de l'oxygène par le sang. L'oxygène dans le sang se trouve dans deux états : dissolution physique et connexion chimique avec l'hémoglobine. L'hémoglobine forme un composé très fragile et facilement dissocié avec l'oxygène - oxyhémoglobine: 1 g d'hémoglobine fixe 1,34 ml d'oxygène. La quantité maximale d'oxygène pouvant être liée dans 100 ml de sang est capacité en oxygène du sang(18,76 ml ou 19 % en volume).
La saturation en oxygène de l'hémoglobine varie de 96 à 98 %. Le degré de saturation de l'hémoglobine en oxygène et la dissociation de l'oxyhémoglobine (formation d'hémoglobine réduite) ne sont pas directement proportionnelles à la tension en oxygène. Ces deux processus ne sont pas linéaires, mais se déroulent le long d'une courbe appelée courbe de liaison ou de dissociation de l'oxyhémoglobine.
Riz. 25. Courbes de dissociation de l'oxyhémoglobine dans une solution aqueuse (I) et dans le sang (II) à une tension de dioxyde de carbone de 5,33 kPa (40 mm Hg) (selon Barcroft).
À tension d’oxygène nulle, il n’y a pas d’oxyhémoglobine dans le sang. À de faibles pressions partielles d’oxygène, le taux de formation d’oxyhémoglobine est faible. La quantité maximale d'hémoglobine (45 à 80 %) se lie à l'oxygène lorsque sa tension est de 3,47 à 6,13 kPa (26 à 46 mm Hg). Une nouvelle augmentation de la tension en oxygène entraîne une diminution du taux de formation d'oxyhémoglobine (Fig. 25).
L'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène est considérablement réduite lorsque la réaction sanguine passe du côté acide, qui est observé dans les tissus et les cellules du corps en raison de la formation de dioxyde de carbone
La transition de l'hémoglobine vers l'oxyhémoglobine et de celle-ci vers une hémoglobine réduite dépend également de température. A la même pression partielle d'oxygène dans l'environnement à une température de 37-38°C, la plus grande quantité d'oxyhémoglobine passe sous forme réduite,
Transport du dioxyde de carbone par le sang. Le dioxyde de carbone est transporté vers les poumons sous forme bicarbonates et en état de connexion chimique avec l'hémoglobine ( carbohémoglobine).
CENTRE RESPIRATOIRE.
La séquence rythmique de l'inspiration et de l'expiration, ainsi que les changements dans la nature des mouvements respiratoires en fonction de l'état du corps, sont régulés centre respiratoire situé dans la moelle oblongate.
Il existe deux groupes de neurones dans le centre respiratoire : inspiratoire Et expiratoire. Lorsque les neurones inspiratoires qui assurent l’inspiration sont excités, l’activité des cellules nerveuses expiratoires est inhibée, et vice versa.
Au sommet du pont ( pons) situé centre de pneumotaxie, qui contrôle l'activité des centres inférieurs d'inspiration et d'expiration et assure la bonne alternance des cycles de mouvements respiratoires.
Le centre respiratoire, situé dans la moelle allongée, envoie des impulsions à motoneurones de la moelle épinière, innervant les muscles respiratoires. Le diaphragme est innervé par les axones des motoneurones situés au niveau Segments cervicaux III-IV moelle épinière. Les motoneurones, dont les processus forment les nerfs intercostaux qui innervent les muscles intercostaux, sont situés dans les cornes antérieures (III-XII) des segments thoraciques moelle épinière.
Les principaux composants de l'air atmosphérique sont l'oxygène (environ 21 %), l'azote (78 %), le dioxyde de carbone (0,03-0,04 %), la vapeur d'eau, les gaz inertes, l'ozone, le peroxyde d'hydrogène (environ 1 %).
L'oxygène est l'élément le plus constitutif de l'air. Avec sa participation directe, tous les processus oxydatifs se produisent dans le corps humain et animal. Au repos, une personne consomme environ 350 ml d'oxygène par minute et lors d'un travail physique intense, la quantité d'oxygène consommée augmente plusieurs fois.
L'air inspiré contient 20,7 à 20,9 % d'oxygène et l'air expiré en contient environ 15 à 16 %. Ainsi, les tissus corporels absorbent environ 1/4 de l’oxygène présent dans l’air inhalé.
Dans l’atmosphère, la teneur en oxygène ne change pas de manière significative. Les plantes absorbent le dioxyde de carbone et, en le décomposant, assimilent le carbone et libèrent l'oxygène libéré dans l'atmosphère. La source de formation d'oxygène est également la décomposition photochimique de la vapeur d'eau dans les couches supérieures de l'atmosphère sous l'influence du rayonnement ultraviolet du soleil. Pour garantir une composition constante de l'air atmosphérique, le mélange des flux d'air dans les couches inférieures de l'atmosphère est également important. L'exception concerne les pièces hermétiquement fermées, où, en raison du séjour prolongé de personnes, la teneur en oxygène peut être considérablement réduite (sous-marins, abris, cabines d'avions pressurisées, etc.).
Pour le corps, c'est la pression partielle de l'oxygène qui est importante, et non sa teneur absolue dans l'air inhalé. Cela est dû au fait que la transition de l'oxygène de l'air alvéolaire au sang et du sang au liquide tissulaire se produit sous l'influence de différences de pression partielle. La pression partielle de l'oxygène diminue avec l'augmentation de l'altitude au-dessus du niveau de la mer (tableau 1).
Tableau 1. Pression partielle d'oxygène à différentes altitudes
L'utilisation de l'oxygène est d'une grande importance pour le traitement des maladies accompagnées d'un manque d'oxygène (tentes à oxygène, inhalateurs).
Gaz carbonique. La teneur en dioxyde de carbone de l'atmosphère est relativement constante. Cette constance s'explique par sa nature cyclique. Malgré le fait que les processus de décomposition et d'activité vitale du corps s'accompagnent de la libération de dioxyde de carbone, une augmentation significative de sa teneur dans l'atmosphère ne se produit pas, puisque le dioxyde de carbone est absorbé par les plantes. Dans ce cas, le carbone est utilisé pour fabriquer des substances organiques et l'oxygène pénètre dans l'atmosphère. L'air expiré contient jusqu'à 4,4 % de dioxyde de carbone.
Le dioxyde de carbone est un stimulant physiologique du centre respiratoire, c'est pourquoi lors de la respiration artificielle, il est ajouté à l'air en petites quantités. En grande quantité, il peut avoir un effet narcotique et entraîner la mort.
Le dioxyde de carbone a également une importance hygiénique. Sur la base de son contenu, la pureté de l'air dans les locaux résidentiels et publics (c'est-à-dire les locaux où se trouvent des personnes) est jugée. Lorsque les gens se rassemblent dans des pièces mal ventilées, parallèlement à l'accumulation de dioxyde de carbone dans l'air, la teneur en autres déchets humains augmente, la température de l'air augmente et son humidité augmente.
Il a été établi que si la teneur en dioxyde de carbone dans l'air intérieur dépasse 0,07-0,1 %, l'air acquiert une odeur désagréable et peut perturber l'état fonctionnel du corps.
Le parallélisme de l'évolution des propriétés répertoriées de l'air dans les locaux d'habitation et l'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone, ainsi que la facilité de détermination de sa teneur, permettent d'utiliser cet indicateur pour l'évaluation hygiénique de la qualité de l'air et de la efficacité de la ventilation des locaux publics.
Azote et autres gaz. L'azote est le principal composant de l'air atmosphérique. Dans l’organisme, il est dissous dans le sang et les fluides tissulaires, mais ne participe pas aux réactions chimiques.
Il est désormais établi expérimentalement que dans des conditions de haute pression, l'azote de l'air provoque chez les animaux un trouble de la coordination neuromusculaire, suivi d'une agitation et d'un état narcotique. Les chercheurs ont observé des phénomènes similaires chez les plongeurs. L'utilisation d'un mélange hélio-oxygène pour la respiration par les plongeurs permet d'augmenter la profondeur de descente jusqu'à 200 m sans symptômes d'intoxication prononcés.
Lors des décharges électriques de foudre et sous l'influence des rayons ultraviolets du soleil, de petites quantités d'autres gaz se forment dans l'air. Leur valeur hygiénique est relativement faible.
* La pression partielle d'un gaz dans un mélange de gaz est la pression qu'un gaz donné produirait s'il occupait tout le volume du mélange.
