Tesztek
706-01. osztályba soroljuk a háromkamrás szívű gerinceseket, amelyek szaporodása szorosan összefügg a vízzel.
A) Csontos hal
B) Emlősök
B) Hüllők
D) Kétéltűek
Válasz
706-02. Milyen osztályba tartoznak az állatok, amelyek szívfelépítésének diagramja az ábrán látható?
A) Rovarok
B) Porcos hal
B) Kétéltűek
D) Madarak
Válasz
706-03. A kétéltűeket a halaktól megkülönböztető jellemző
A) hidegvérűség
B) a szív szerkezete
B) fejlődés vízben
D) elszigeteltség keringési rendszer
Válasz
706-04. A kétéltűek abban különböznek a halaktól
Egy agy
B) zárt keringési rendszer
B) páros tüdő felnőtteknél
D) érzékszervek
Válasz
706-05. A felsoroltak közül melyik tulajdonság különbözteti meg a kétéltűek osztályának legtöbb állatát az emlősöktől?
B) külső trágyázás
B) ivaros szaporodás
D) a vízi környezet élőhelyként történő felhasználása
Válasz
706-06. Az evolúció során a hüllők a kétéltűekkel ellentétben
A) zárt keringési rendszer
B) magas termékenység
B) egy nagy tojás embrionális membránokkal
D) háromkamrás szív
Válasz
706-07. Ha egy állat az evolúció során az ábrán látható szívet alakította ki, akkor az állat légzőszerveinek 
A) tüdő
B) bőr
B) tüdőzsákok
D) kopoltyúk
Válasz
706-08. Melyik állatcsoportban nem jár a szaporodás a vízzel?
A) koponya nélküli (lándzsa)
B) csontos hal
B) kétéltűek
D) hüllők
Válasz
706-09. Mely állatoknál fejlődik ki teljesen a tojáson belül az embrió?
A) csontos hal
B) farkú kétéltűek
B) farkatlan kétéltűek
D) hüllők
Válasz
706-10. osztályba soroljuk a háromkamrás szívű gerinceseket, amelyek szaporodása nem kapcsolódik a vízhez.
A) Csontos hal
B) Emlősök
B) Hüllők
D) Kétéltűek
Válasz
706-11. Gerincesek változó testhőmérsékletű, pulmonális légzéssel, háromkamrás szívvel hiányos septum a kamrában az osztályba tartozik
A) csontos hal
B) kétéltűek
B) hüllők
D) porcos halak
Válasz
706-12. A hüllők a kétéltűekkel ellentétben hajlamosak arra
A) külső trágyázás
B) belső megtermékenyítés
B) fejlődés lárva képződésével
D) a test felosztása fejre, törzsre és farokra
Válasz
706-13. Az alábbi állatok közül melyik hidegvérű?
A) gyors gyík
B) Amur tigris
B) sztyeppei róka
D) közönséges farkas
Válasz
706-14. Melyik osztályba tartoznak azok az állatok, amelyeknek száraz bőrük van, kérges pikkelyekkel, és háromkamrás szívük hiányos sövényfallal?
A) Hüllők
B) Emlősök
B) Kétéltűek
D) Madarak
Válasz
706-15. A madarak abban különböznek a hüllőktől, hogy rendelkeznek
A) belső megtermékenyítés
B) központi idegrendszer
B) két vérkeringési kör
G) állandó hőmérséklet test
Válasz
706-15. Milyen szerkezeti jellemzők hasonlóak a modern hüllőkben és madarakban?
A) levegővel teli csontok
B) száraz bőr, mirigyek nélkül
B) caudalis régió a gerincben
D) kis fogak az állkapcsokban
Válasz
706-16. Melyik állatnál történik a légköri levegő és a vér közötti gázcsere a bőrön keresztül?
A) gyilkos bálna
B) triton
B) krokodil
D) rózsaszín lazac
Válasz
706-17. Melyik állatcsoportnak van kétkamrás szíve?
Egy hal
B) kétéltűek
B) hüllők
D) emlősök
Válasz
706-18. A baba fejlődése a méhben a
A) ragadozó madarak
B) hüllők
B) kétéltűek
D) emlősök
Válasz
706-19. A húrok melyik osztályának képviselőire jellemző a bőrlégzés?
A) Kétéltűek
B) Hüllők
B) Madarak
D) Emlősök
Válasz
706-20. A kétéltű osztály jele az
A) kitines borítás
B) csupasz bőr
B) élve születés
D) páros végtagok
Válasz
706-21. Milyen jellemzőkkel különböznek a kétéltűek osztályának képviselői a többi gerincestől?
A) gerinc és szabad végtagok
B) pulmonalis légzésés a kloáka jelenléte
B) csupasz nyálkás bőr és külső megtermékenyítés
D) zárt keringési rendszer és kétkamrás szív
Válasz
706-22. A felsoroltak közül melyik tulajdonság különbözteti meg a hüllők osztályba tartozó állatokat az emlősök osztályba tartozó állatoktól?
A) zárt keringési rendszer
B) instabil testhőmérséklet
C) átalakítás nélküli fejlesztés
D) a talaj-levegő környezet felhasználása élőhelyként
Mi a gázcsere? Szinte egyetlen élőlény sem nélkülözheti. A tüdőben és a szövetekben, valamint a vérben zajló gázcsere segíti a sejtek táplálását tápanyagok. Neki köszönhetően energiát és életerőt kapunk.
Mi a gázcsere?
Az élő szervezeteknek levegőre van szükségük a létezéshez. Számos gáz keveréke, amelyek fő részei az oxigén és a nitrogén. Mindkét gáz az élőlények normális működésének biztosításához nélkülözhetetlen összetevő.
Az evolúció során különböző típusok saját eszközöket fejlesztettek ki ezek megszerzésére, egyeseknek tüdőt fejlesztettek ki, másoknak kopoltyújuk van, mások pedig csak bőr. Ezen szervek segítségével gázcsere történik.
Mi a gázcsere? Ez egy interakciós folyamat külső környezetés élő sejtek, amelyek során oxigén és szén-dioxid csere történik. Légzés közben az oxigén a levegővel együtt bejut a szervezetbe. Minden sejtet és szövetet telítve részt vesz az oxidatív reakcióban, átalakul szén-dioxid, amely más anyagcseretermékekkel együtt kiválasztódik a szervezetből.
Gázcsere a tüdőben
Naponta több mint 12 kilogramm levegőt szívunk be. Ebben segít nekünk a tüdő. Ezek a legterjedelmesebb szerv, egy teljes mély lélegzettel akár 3 liter levegőt is képesek megtartani. A tüdőben a gázcsere alveolusok segítségével történik - számos buborék, amelyek összefonódnak véredény.
A levegő a felsőn keresztül jut be hozzájuk Légutak, áthalad a légcsövön és a hörgőkön. Az alveolusokhoz kapcsolódó kapillárisok levegőt vesznek fel, és szétosztják a keringési rendszerben. Ugyanakkor szén-dioxidot bocsátanak ki az alveolusokba, amely a kilégzéssel együtt elhagyja a testet.
Az alveolusok és az erek közötti cserefolyamatot bilaterális diffúziónak nevezik. Néhány másodperc alatt megtörténik, és a nyomáskülönbség miatt történik. Az oxigénnel telített légköri levegőben több az oxigén, ezért a kapillárisokba rohan. A szén-dioxidnak kisebb a nyomása, ezért az alveolusokba kerül.
Keringés
A keringési rendszer nélkül lehetetlen lenne a gázcsere a tüdőben és a szövetekben. Testünkbe számos különböző hosszúságú és átmérőjű ér hatol be. Artériák, vénák, kapillárisok, venulák stb. képviselik őket. A vér folyamatosan kering az erekben, elősegítve a gázok és anyagok cseréjét.
A vérben a gázcsere két keringési körön keresztül történik. Légzéskor a levegő nagy körben kezd mozogni. A vérben a vörösvértestekben található speciális fehérjéhez, a hemoglobinhoz kapcsolódva szállítják.
Az alveolusokból a levegő a kapillárisokba, majd az artériákba jut, és egyenesen a szív felé halad. Testünkben egy erőteljes pumpa szerepét tölti be, amely oxigéndús vért pumpál a szövetekbe és sejtekhez. Ezek viszont szén-dioxiddal teli vért bocsátanak ki, amely a venulákon és vénákon keresztül visszajut a szívbe.
Áthaladó jobb pitvar, vénás vér teszi teljessé a nagy kört. A jobb kamrában kezdődik. A vér átpumpálódik az artériákon, az arteriolákon és a hajszálereken keresztül, ahol levegőt cserél az alveolusokkal, hogy újra beinduljon a ciklus.
Csere a szövetekben
Tehát tudjuk, mi a gázcsere a tüdő és a vér között. Mindkét rendszer szállítja és cseréli a gázokat. De a kulcsszerep a szöveteké. A főbb folyamatok, amelyek megváltoztatják a kémiai összetétel levegő.
Telíti a sejteket oxigénnel, ami beléjük indul egész sor redox reakciók. A biológiában ezeket Krebs-ciklusnak nevezik. Megvalósításukhoz enzimekre van szükség, amelyek szintén a vérrel járnak.
A folyamat során citromsav, ecetsav és egyéb savak képződnek, amelyek zsírok, aminosavak és glükóz oxidációjára szolgálnak. Ez az egyik legfontosabb szakasz, amely a szövetekben a gázcserét kíséri. Lefolyása során felszabadul a szervezet összes szervének és rendszerének működéséhez szükséges energia.
A reakció végrehajtásához aktívan oxigént használnak. Fokozatosan oxidálódik, szén-dioxiddá - CO 2 -dá alakul, amely a sejtekből és szövetekből a vérbe, majd a tüdőbe és a légkörbe kerül.
Gázcsere állatokban
Számos állat testének és szervrendszerének felépítése jelentősen eltér. Az emlősök hasonlítanak leginkább az emberhez. A kis állatok, mint például a planária, nem rendelkeznek összetett rendszerek anyagcseréhez. Külső borításukat használják a légzésre.
A kétéltűek a bőrüket, a szájukat és a tüdejüket használják a légzéshez. A legtöbb vízben élő állatnál a gázcserét kopoltyúk segítségével végzik. Vékony lemezek, amelyek a kapillárisokhoz kapcsolódnak, és a vízből oxigént szállítanak beléjük.
Az ízeltlábúaknak, például az ezerlábúaknak, a tetveknek, a póknak és a rovaroknak nincs tüdeje. Testük teljes felületén légcsöveik vannak, amelyek közvetlenül a sejtekhez irányítják a levegőt. Ez a rendszer lehetővé teszi számukra, hogy gyorsan mozogjanak anélkül, hogy légszomjat és fáradtságot tapasztalnának, mivel az energiaképződés folyamata gyorsabban megy végbe.
Gázcsere növényekben
Az állatokkal ellentétben a növények szöveteiben a gázcsere magában foglalja az oxigén és a szén-dioxid fogyasztását. Légzés közben oxigént fogyasztanak. A növényeknek erre nincs kapacitásuk speciális testek, így a levegő a test minden részén keresztül jut beléjük.
Általában a levelek rendelkeznek a legnagyobb területtel, és a fő levegőmennyiség rájuk esik. Az oxigén a sejtek közötti kis nyílásokon, úgynevezett sztómákon keresztül jut be beléjük, és az állatokhoz hasonlóan szén-dioxid formájában feldolgozzák és kiválasztódnak.
A növények megkülönböztető tulajdonsága a fotoszintetizáló képességük. Így fény és enzimek segítségével képesek a szervetlen komponenseket szerves anyagokká alakítani. A fotoszintézis során a szén-dioxid felszívódik és oxigén keletkezik, így a növények igazi „gyárai” a levegő dúsításának.
Sajátosságok
A gázcsere az egyik alapvető funkciókat bármilyen élő szervezet. Légzés és vérkeringés útján történik, elősegítve az energia felszabadulását és az anyagcserét. A gázcsere sajátossága, hogy nem mindig egyformán megy végbe.
Először is, a légzés 4 perces leállítása az agysejtek működésének megzavarásához vezethet. Ennek eredményeként a test elhal. Számos olyan betegség létezik, amelyekben a gázcsere károsodik. A szövetek nem kapnak elegendő oxigént, ami lassítja fejlődésüket és működésüket.
Egyenetlen gázcsere is megfigyelhető egészséges emberek. A fokozott izommunkával jelentősen megnő. Mindössze hat perc alatt eléri a maximális teljesítményt, és ragaszkodik hozzá. A terhelés növekedésével azonban az oxigén mennyisége növekedni kezdhet, ami szintén kellemetlen hatással lesz a szervezet közérzetére.
ELŐADÁS 15. A légzés élettana.
1.
2. Külső légzés(tüdőszellőztetés).
3.
4. Gázok (O2, CO2) szállítása vérrel.
5. Gázcsere a vér és a szövetfolyadék között. Szöveti légzés.
6. A légzés szabályozása.
1. A légzés lényege. Légzőrendszer.
A légzés a test és a külső környezet közötti gázcserét biztosító élettani funkció, a gázcserében részt vevő szervek összessége pedig a légzőrendszer.
A légzőrendszer evolúciója.
1.Egysejtű élőlényekben a légzés a sejt felszínén (membránján) keresztül történik.
2.Alacsonyabb többsejtű állatokban gázcsere a test külső és belső (bél) sejtjeinek teljes felületén keresztül megy végbe.
3.A rovarokban a testet kutikula borítja, ezért speciális légzőcsövek (légcsövek) jelennek meg, amelyek áthatolnak az egész testen.
4.A halakban A légzőszervek kopoltyúk - számos levél kapillárisokkal.
5.Kétéltűeknél légzsákok (tüdő) jelennek meg, amelyekben a levegő megújul a segítségével légzési mozgások. A fő gázcsere azonban a bőr felszínén keresztül történik, és a teljes térfogat 2/3-át teszi ki.
6.Hüllőkben, madarakban és emlősökben a tüdő már jól fejlett, a bőr védőburkolattá válik, és ezen keresztül a gázcsere nem haladja meg az 1%-ot. A lovakban a magasban a fizikai aktivitás a bőrön keresztüli légzés 8%-ra nő.
Légzőrendszer.
Az emlősök légzőkészüléke olyan szervek összessége, amelyek légvezető és gázcserélő funkciókat látnak el.
Felső légutak: orrüreg, száj, orrgarat, gége.
Alsó légutak: légcső, hörgők, hörgők.
Gázcsere funkció légúti porózus szövet - tüdőparenchyma végzi. Ennek a szövetnek a szerkezete tüdőhólyagokat tartalmaz - alveolusok.
a légutak fala rendelkezik porcos csontvázés lumenük soha nem apad el. A légzőcső nyálkahártyája bélelt csillós hám csillókkal. Légcső a tüdő bejárata előtt dichotóm módon két fő hörgőre (balra és jobbra) oszlik, amelyek tovább osztódnak és képződnek hörgőfa. Az osztás végessel végződik (terminális) hörgőcsövek (átmérője legfeljebb 0,5-0,7 mm).
Tüdő található mellkasi üregés csonka kúp alakúak. A tüdő alapja hátrafelé néz, és szomszédos a rekeszizommal. A tüdő külsejét savós membrán borítja - zsigeri mellhártya. Parietális mellhártya (csont) kibéleli a mellüreget, és szorosan összeolvad a bordafallal. A mellhártya ezen rétegei között résszerű rés van (5-10 mikron) - pleurális üreg megtöltött savós folyadék. A jobb és a közötti térköz bal tüdő hívott mediastinum. Itt található a szív, a légcső, az erek és az idegek. A tüdő lebenyekre, szegmensekre és lebenyekre oszlik. Ennek a felosztásnak a súlyossága állatonként eltérő.
A tüdő morfológiai és funkcionális egysége az acinus (lat. acinus - szőlőbogyó). Az Acinus magában foglalja légúti (légzési) bronchiolák és alveoláris csatornák, melyik vége alveoláris zacskók. Egy acini 400-600 alveolust tartalmaz; 12-20 acini alkotja a tüdőlebenyet.
Alveolusok – ezek buborékok, amelyek belső felülete egyetlen réteggel van bélelve lapos hám. A hámsejtek között vannak : I. rendű alveolociták, amelyek a tüdőkapillárisok endotéliumával együtt képezik levegő-vér gátÉs 2. rendű alveociták előadni szekréciós funkció, felszabadítja a biológiailag aktív anyagot, a felületaktív anyagot. Surfactan (foszfolipoproteinek - felületaktív anyag) vonalak belső felület alveolusok, növekszik felületi feszültségés nem engedi az alveolusok összeesését.
A légutak funkciói.
Légutak(a belélegzett levegő legfeljebb 30%-a visszamarad bennük) nem vesznek részt a gázcserében és ún. "káros" tér. A felső és alsó légutak azonban nagy szerepet játszanak a szervezet életében.
Itt a belélegzett levegő felmelegszik, párásodik és megtisztul. Ez a légutak jól fejlett nyálkahártyájának köszönhetően lehetséges, amely bőségesen vaszkularizált, serlegsejteket, nyálkahártya mirigyeket és nagyszámú szempilla csillós hám. Ezen kívül vannak receptorok a szagló analizátorhoz, receptorok védő reflexek köhögés, tüsszögés, horkantás és irritáló (irritáció) receptorok. A hörgőkben helyezkednek el, és reagálnak a porrészecskékre, nyálkahártyára és maró gőzre. Ha irritálják az irritáló receptorokat, égő érzés, fájdalom lép fel, köhögés jelentkezik, és felgyorsul a légzés.
A test és a külső környezet közötti gázcserét szigorúan összehangolt folyamatok összessége biztosítja, amelyek a magasabbrendű állatok légzőrendszerének részét képezik.
2. Külső légzés (tüdőszellőztetés) állandó folyamat az alveoláris levegő gázösszetételének megújítása, amelyet akkor hajtanak végre, amikor be- és kilégzés.
Tüdőszövet nem rendelkezik aktív izomelemekkel, ezért térfogatnövekedése vagy csökkenése passzívan megy végbe a mellkas mozgásával (belégzés, kilégzés) időben. Ez esedékes negatív intrapleurális nyomás(légköri hőmérséklet alatt: belégzéskor 15-30 Hgmm-rel. Művészet., kilégzéskor 4-6 Hgmm-rel. Művészet.) hermetikusan lezárt mellüregben.
A külső légzés mechanizmusa.
A belégzés aktusa (lat. inspiráció - inspiráció) a mellkas térfogatának növelésével hajtják végre. A belégzési izmok (lélegeztetők) részt vesznek ebben: külső bordaközi izmok és rekeszizom. Az erőltetett légzés során a következő izmok aktiválódnak: levator bordák, scalene supracostalis, serratus dorsalis. A mellkas térfogata három irányban növekszik - függőleges, sagittális (antero-posterior) és frontális.
A kilégzés aktusa (lat. lejárat - lejárat) fiziológiás nyugalmi állapotban túlnyomórészt passzív jellegű. Amint a belélegző izmok ellazulnak, a mellkas, nehézsége és a bordaporcok rugalmassága miatt, visszatér eredeti helyzetébe. A rekeszizom ellazul, és kupolája ismét domborúvá válik.
Az erőltetett légzés során a kilégzést a kilégzési izmok segítik: belső bordaközi, külső és belső ferde, haránt és egyenes hasizmok, dorsalis serratus exhalátor.
A légzés típusai.
A légzőmozgásokban részt vevő egyes izmok átalakulásától függően vannak háromféle légzés:
1 - mellkasi (parti) típusú légzés a külső bordaközi izmok és a mellöv izomzatának összehúzódásával hajtják végre;
2 – hasi (diafragmatikus) típusú légzés– a rekeszizom és a hasizmok összehúzódásai dominálnak;
3 – vegyes (costo-abdominalis) típusú légzés leggyakrabban haszonállatoknál.
Különféle betegségek esetén a légzés típusa megváltozhat. A mellüregi szervek megbetegedéseinél a diafragmatikus légzés dominál, a szervi betegségeknél hasi üreg– bordás típusú légzés.
Légzési gyakoriság.
A légzés gyakorisága a percenkénti légzési ciklusok (belégzés-kilégzés) számát jelenti.
Ló 8-12 Kutya 10-30
Croup kürt. szarvasmarha 10-30 Nyulak 50-60
Juh 8-20 Csirke 20-40
Sertés 8-18 Kacsák 50-75
10-18 személy Egér 200
Felhívjuk figyelmét, hogy a táblázat az átlagos értékeket mutatja. A légzőmozgások gyakorisága függ az állat típusától, fajtájától, termőképességétől, funkcionális állapotától, napszakától, életkorától, környezeti hőmérsékletétől stb.
Tüdőtérfogatok.
Különbséget kell tenni a teljes és a vitális tüdőkapacitás között. A tüdő létfontosságú kapacitása (VC) három térfogatból áll: légzési és tartalék térfogatú be- és kilégzés.
1.Árapály térfogata- ez az a levegőmennyiség, amelyet nyugodtan, erőfeszítés nélkül lehet be- és kilélegezni.
2.Belégzési tartalék térfogat - Ez az a levegő, amelyet nyugodt belélegzés után még be lehet lélegezni.
3.Kilégzési tartalék térfogata- ez az a levegőmennyiség, amelyet egy csendes kilégzés után a lehető legnagyobb mértékben ki lehet lélegezni.
Teljes, maximálisan mély kilégzés után némi levegő marad a tüdőben – maradék térfogat. A létfontosságú folyadék és a maradék levegő mennyiségének összege a teljes tüdőkapacitás.
A maradék levegő térfogatának és a kilégzési tartalék térfogatának összegét ún alveoláris levegő (funkcionális maradék kapacitás).
Tüdőtérfogat (literben).
Lóember
1. Légzőszervi V 5-6 0,5
2. Tartalék V belégzés 12 1.5
3. Tartalék V kilégzés 12 1.5
4. Maradék V 10 1
Szellőzés- Ez az alveoláris levegő gázösszetételének megújulása belégzéskor és kilégzéskor. A tüdőszellőztetés intenzitásának felmérésekor használja percnyi légzés térfogata(a tüdőn 1 perc alatt áthaladó levegő mennyisége), ami a légzési mozgások mélységétől és gyakoriságától függ.
A lónál dagály térfogata pihenőn 5-6 liter , légzésszám 12 légzési mozgás percenként.
Ennélfogva: 5 l.*12=60 liter percnyi légzési térfogat. könnyű munkánál egyenlő 150-200 liter, kemény munka során 400-500 liter.
Légzés közben a tüdő egyes részei nem mindegyike szellőztetett és eltérő intenzitással. Ezért számolnak együttható alveoláris lélegeztetés a belélegzett levegő és az alveoláris térfogat aránya. Figyelembe kell venni, hogy amikor egy ló 5 litert beszív, a levegő 30%-a a légutak „káros térben” marad.
Így 3,5 liter belélegzett levegő jut el az alveolusokhoz (5 liter 70%-a dagály térfogata). Ezért az alveoláris lélegeztetési együttható 3,5 l.:22 l. vagy 1:6. Vagyis minden csendes lélegzetvételnél az alveolusok 1/6-a kiszellőztet.
3. Gázok diffúziója (gázcsere az alveoláris levegő és a vér között a tüdőkeringés kapillárisaiban).
A tüdőben a gázcsere a diffúzió eredményeként megy végbe szén-dioxid (CO 2) a vérből a tüdő alveolusaiba, az oxigén (O 2) pedig az alveolusokból a tüdőkeringés kapillárisainak vénás vérébe. A számítások szerint a belélegzett levegő oxigénjének körülbelül 5%-a a szervezetben marad, és a szén-dioxid körülbelül 4%-a szabadul fel a szervezetből. A nitrogén nem vesz részt a gázcserében.
A gázok mozgása tisztán meghatározott fizikai törvények (ozmózis és diffúzió), félig áteresztő membránnal elválasztott gáz-folyadék rendszerben működik. Ezek a törvények a gázok parciális nyomáskülönbségén vagy parciális nyomásgradiensén alapulnak.
Részleges nyomás (lat. partialis - részleges) a gázelegyben lévő egyik gáz nyomása.
A gázok diffúziója nagyobb nyomású területről alacsonyabb nyomású területre történik.
Az oxigén parciális nyomása az alveoláris levegőben 102 mmHg Art., szén-dioxid 40 Hgmm. Művészet. BAN BEN vénás vér tüdő kapilláris feszültség O2 = 40 Hgmm. Art., CO2=46 Hgmm. Művészet.
Így a parciális nyomáskülönbség:
oxigén (O2) 102 – 40 = 62 Hgmm. Művészet.;
szén-dioxid (CO2) 46 – 40 = 6 Hgmm. Művészet.
Az oxigén gyorsan behatol a tüdőmembránokon keresztül, és teljesen egyesül a hemoglobinnal, és a vér artériássá válik. Szén-dioxid, annak ellenére kis különbség, parciális nyomás van nagyobb diffúziós sebesség (25-ször) vénás vérből a tüdő alveolusaiba.
4. Gázok (O 2, CO 2) vérrel történő szállítása.
Az alveolusokból a vérbe jutó oxigén kétféle formában van - kb 3% plazmában oldvaés róla A vörösvértestek 97%-a hemoglobinnal (oxihemoglobinnal) kombinálva. A vér oxigénnel való telítettségét ún oxigénellátás.
Egy hemoglobinmolekulában 4 vasatom van, ezért 1 hemoglobinmolekula 4 oxigénmolekulát tud összekapcsolni.
NNb+ 4О 2 ↔ ННb(O 2) 4
Oxihemoglobin (HHb (O 2) 4) - a tulajdonságot mutatja gyenge, könnyen disszociálódó sav.
A 100 mm vérben lévő oxigén mennyiségét, amikor a hemoglobin teljesen oxihemoglobinná alakul, ún. a vér oxigénkapacitása. Megállapították, hogy átlagosan 1 g hemoglobin képes megkötődni 1,34 mmoxigén. Ismerve a hemoglobin koncentrációját a vérben, és az átlagokat 15 g. / 100 ml, Kiszámolhatja a vér oxigénkapacitását.
15 * 1,34 = 20,4 térfogat% (térfogat%).
A szén-dioxid szállítása a vérben.
A szén-dioxid vérben történő szállítása összetett folyamat, amely magában foglalja vörösvértestek (hemoglobin, karboanhidráz enzim) és vérpufferrendszerek.
A szén-dioxid a vérben található három forma: 5% - fizikailag oldott formában; 10% - karbohemoglobin formájában; 85% - kálium-hidrogén-karbonátok formájában az eritrocitákban és nátrium-hidrogén-karbonát formájában a plazmában.
A szövetből a vérplazmába kerülő CO 2 azonnal a vörösvérsejtekbe diffundál, ahol hidratációs reakció lép fel szénsav (H 2 CO 3) képződésével és disszociációjával. Mindkét reakciót az enzim katalizálja karboanhidráz, amelyet a vörösvérsejtek tartalmaznak.
H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3
karboanhidráz
↓
H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -
A bikarbonát ionok koncentrációjának növekedésével (NSO 3 -) a vörösvértestekben egy részük bediffundál a vérplazmába, és pufferrendszerekkel egyesül, nátrium-hidrogén-karbonátot képezve (NaHCO 3). A HCO 3 másik része a vörösvértestekben marad és egyesül hemoglobinnal (karbohemoglobinnal) és kálium kationokkal - kálium-hidrogén-karbonát (KHCO 3).
Az alveolusok kapillárisaiban a hemoglobin oxigénnel egyesül (oxihemoglobin) - ez egy erősebb sav, amely kiszorítja szénsav minden kapcsolattól. Karbonanhidráz hatására kiszáradása következik be.
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2
Így a karbohemoglobin disszociációja során feloldódott és felszabaduló szén-dioxid az alveoláris levegőbe diffundál.
5. Gázcsere a vér és a szövetfolyadék között. Szöveti légzés.
A vér és a szövetek közötti gázcsere ugyanúgy történik a gázok parciális nyomásának különbsége miatt (az ozmózis és diffúzió törvényei szerint). Az ide belépő artériás vér oxigénnel telített, feszültsége az 100 mmHg Művészet. A szöveti folyadékban az oxigénfeszültség az 20-40 Hgmm. Művészet., a sejtekben pedig leesik a szintje 0-ra.
Illetőleg: O 2 100 – 40 = 60 Hgmm. Művészet.
60 – 0 = 60 Hgmm. Művészet.
Ezért az oxihemoglobin felveszi az oxigént, amely gyorsan átjut a szövetfolyadékba, majd a szövetsejtekbe.
Szöveti légzés egy biológiai oxidációs folyamat a sejtekben és szövetekben. A szövetbe jutó oxigént a zsírok, szénhidrátok és fehérjék oxidációja befolyásolja. Az ilyenkor felszabaduló energia a formában halmozódik fel makroerg kötések - ATP. Az oxidatív foszforiláció mellett oxigént is használnak mikroszómális oxidáció során - a sejtek endoplazmatikus retikulumának mikroszómáiban. Ebben az esetben az oxidatív reakciók végtermékei víz és szén-dioxid lesz.
A szövetfolyadékban feloldódó szén-dioxid ott feszültséget kelt 60-70 Hgmm. Művészet., ami magasabb, mint a vérben (40 Hgmm).
CO 2 70 - 40 = 30 Hgmm. Művészet.
Így az oxigénfeszültség nagy gradiense és a szén-dioxid parciális nyomásának különbsége a szövetfolyadékban és a vérben a szövetfolyadékból a vérbe való diffúzióját idézi elő.
6. A légzés szabályozása.
Légzőközpont - ez a központi idegrendszer minden részében elhelyezkedő, a légzés szabályozásában részt vevő neuronok összessége.
A Mislavsky légzőközpont „magjának” fő része a medulla oblongata-ban található, a negyedik alján lévő reticularis képződmény régiójában agykamra. Ennek a központnak a neuronjai között szigorú specializáció (a funkciók elosztása) van. Egyes idegsejtek szabályozzák a belégzést, mások a kilégzést.
Bulbar légutak tra egyedülálló tulajdonsággal rendelkezik - automatikus, amely teljes deafferentációja mellett is fennáll (a különböző receptorok és idegek befolyásának megszűnése után).
A területen pons található "pneumotaxiás központ". Nem rendelkezik automatizmussal, de befolyásolja a Mislavsky légzőközpont neuronjainak aktivitását, felváltva stimulálja a neuronok aktivitását a belégzés és a kilégzés során.
A légzőközpontból származnak ideg impulzusok a motoros neuronokhoz a thoracoabdominalis ideg magjai (3-4 nyaki csigolyák- központ rekeszizom izmait) és a ben található motoros neuronokhoz oldalsó szarvak mellkasi gerincvelő (idegzi a külső és belső bordaközi izmokat).
A tüdőben (a légutak simaizomzata között és a tüdőkeringés kapillárisai körül) három receptorcsoport található: kitágul és összeesik, irritáló, juxtacapilláris. Információ ezektől a receptoroktól a tüdő állapotáról (nyúlás, összeomlás), levegővel való feltöltődésről, bejutásról irritáló anyagok a légutakba (gáz, por), megváltozik vérnyomás a pulmonalis erekben afferens idegeken keresztül jut be légzőközpont. Ez befolyásolja a légzőmozgások gyakoriságát és mélységét, a köhögés és tüsszögés védőreflexeinek megnyilvánulását.
Nagyon fontos a légzés szabályozásában van humorális tényezők. A vaszkuláris erek reagálnak a vér gázösszetételének változásaira a sinus carotis, az aorta és a medulla oblongata reflexogén zónái.
A szén-dioxid koncentrációjának növekedése a vérben a légzőközpont stimulációjához vezet. Ennek eredményeként a légzés gyorsabbá válik - nehézlégzés (légzési elégtelenség). A szén-dioxid szintjének csökkenése a vérben lelassítja a légzés ritmusát - apnoe.
A bőr részvételének aránya az emberi légzésben azonban elenyésző a tüdőhöz képest, mivel a test teljes felülete kisebb, mint 2 m2, és nem haladja meg a tüdőalveolusok teljes felületének 3%-át.
Fő alkatrészek légzőszervek a légutak, a tüdő, a légzőizmok, beleértve a rekeszizom. Az emberi tüdőbe jutó légköri levegő gázok keveréke - nitrogén, oxigén, szén-dioxid és néhány más (2. ábra).
Rizs. 2. Gázok parciális nyomásának átlagértékei (Hgmm) szárazon
belélegzett levegőben, léghólyagokban, kilélegzett levegőben és izomnyugalomban a vérben (az ábra középső része). A vesékből és az izmokból áramló vénás vérben lévő gázok parciális nyomása ( Alsó rész rajz)
Egy gáz parciális nyomása gázkeverékben az a nyomás, amelyet ez a gáz a keverék egyéb összetevőinek hiányában hozna létre. Ez a keverékben lévő gáz százalékos arányától függ: minél magasabb, annál nagyobb ennek a gáznak a parciális nyomása. Az oxigén* parciális nyomása az alveoláris levegőben 105 Hgmm. Art., és vénás vérben – 40 Hgmm. Art., így az oxigén az alveolusokból a vérbe diffundál. Szinte az összes oxigén a vérben kémiailag kötődik a hemoglobinhoz. Az oxigén parciális nyomása a szövetekben viszonylag alacsony, így a vérkapillárisokból a szövetbe diffundál, biztosítva a szöveti légzést és az energiaátalakítási folyamatokat.
Az anyagcsere egyik végterméke, a szén-dioxid szállítása hasonló módon, ellenkező irányban történik. A szén-dioxid a tüdőn keresztül szabadul fel a szervezetből. A nitrogén nem kerül felhasználásra a szervezetben. Oxigén, szén-dioxid, nitrogén parciális nyomása a légköri levegőben és tovább különböző szintekenábrán láthatók az oxigénszállítási sémák. 2.
A- külső henger, b- üvegablak leolvasáshoz, V- belső henger, G– egy léghenger a belső henger kiegyensúlyozására, d– víz
A diffúziónak köszönhetően az alveoláris levegő összetétele folyamatosan változik: csökken benne az oxigénkoncentráció, nő a szén-dioxid koncentrációja. A légzési folyamat fenntartása érdekében a tüdőben lévő gázok összetételét folyamatosan frissíteni kell. Ez a tüdő szellőztetése során jelentkezik, azaz. légzés a szó szokásos értelmében. Amikor belélegzünk, a tüdő térfogata megnő, és levegő jut beléjük a légkörből. Ugyanakkor az alveolusok kitágulnak. Nyugalmi állapotban körülbelül 500 ml levegő jut a tüdőbe minden egyes lélegzetvétellel. Ezt a levegőmennyiséget ún dagály térfogata. Az emberi tüdőnek van egy bizonyos kapacitástartaléka, amelyet intenzív légzés során használhatunk fel. Nyugodt belégzés után egy személy körülbelül 1500 ml levegőt tud belélegezni. Ezt a kötetet ún belégzési tartalék térfogat. Nyugodt kilégzés után erőfeszítéssel körülbelül 1500 ml levegőt lélegezhet ki. Ez kilégzési tartalék térfogata. A dagálytérfogat és a belégzési és kilégzési tartalék térfogata összeadódik életerő(VEL). BAN BEN ebben az esetben egyenlő 3500 ml-rel (500 + 1500 + 1500). Az életkapacitás méréséhez vegyünk különösen mély lélegzetet, majd lélegezzünk ki minél többet a csőbe. speciális eszköz– spirométer. A mérések nyugalmi helyzetben, álló helyzetben történnek (3. ábra). A vitálkapacitás értéke a nemtől, életkortól, testmérettől és edzettségtől függ. Ez a szám nagyon változó, nőknél átlagosan 2,5-4 liter, férfiaknál 3,5-5 liter. BAN BEN egyes esetekben nagyon magas embereknél, például kosárlabdázóknál, a vitális kapacitás elérheti a 9 litert. Edzés hatására, például speciális teljesítésekor légzőgyakorlatok, a vitális kapacitás megnő (néha akár 30%-kal is).
Rizs. 4. Miller-nomogram a tüdő megfelelő vitális kapacitásának meghatározására
A vitális kapacitást Miller-nomogram segítségével határozhatjuk meg (4. ábra). Ehhez meg kell találnia a magasságát a skálán, és egy egyenes vonallal össze kell kapcsolnia az életkorával (külön nők és férfiak esetében). Ez az egyenes metszi az életképességi skálát. A fizikai teljesítménykutatás egyik fontos mutatója az percnyi légzés térfogata, vagy szellőzés. A szellőzés az a tényleges levegőmennyiség, amely különböző körülmények között 1 percen belül áthalad a tüdőn. Nyugalomban a pulmonalis lélegeztetés 5-8 l/perc.
Az ember képes szabályozni a légzését. Egy ideig késleltetheti vagy fokozhatja. A légzés fokozásának képességét az értékkel mérjük maximális tüdőszellőztetés(MLV). Ez az érték a vitális kapacitáshoz hasonlóan a légzőizmok fejlettségi fokától függ. Nál nél fizikai munka a pulmonalis szellőzés fokozódik és eléri a 150-180 l/perc értéket. Minél nehezebb a munka, annál nagyobb a tüdő szellőzése.
A tüdő rugalmassága nagymértékben függ az alveolusok belső felületét megnedvesítő folyadék felületi feszültségétől (s = 5 x 10-2 n/m). A természet maga gondoskodott a légzés megkönnyítéséről, és olyan anyagokat hozott létre, amelyek csökkentik a felületi feszültséget. Ezeket az alveolusok falában található speciális sejtek szintetizálják. Ezeknek a felületes szintézise hatóanyagok(felületaktív anyag) az egész ember életében.
Azokban ritka esetekben, amikor az újszülött tüdejében nincsenek felületaktív anyagokat termelő sejtek, a gyermek nem tudja magától venni az első levegőt és meghal. A felületaktív anyagok hiánya vagy hiánya miatt az alveolusokban világszerte körülbelül félmillió újszülött hal meg évente anélkül, hogy kivenné az első levegőt.
Néhány tüdőt lélegző állat azonban képes felületaktív anyagok nélkül is. Mindenekelőtt ez a hidegvérű állatokra vonatkozik - békákra, kígyókra, krokodilokra. Mivel ezeknek az állatoknak nem kell energiát költeniük ahhoz, hogy melegen maradjanak, oxigénigényük nem olyan magas, mint a melegvérűeké, ezért kisebb a tüdőfelületük. Ha egy ember tüdejében az 1 cm 3 levegő és az erek érintkezési felülete körülbelül 300 cm 2, akkor a békában ez csak 20 cm 2.
A hidegvérű állatok tüdőterületének térfogategységenkénti relatív csökkenése annak tudható be, hogy alveolusaik átmérője megközelítőleg 10-szer nagyobb, mint a melegvérűeknél. És Laplace törvényéből ( p= 4a/R) ebből az következik, hogy az inhaláció során leküzdendő többletnyomás fordítottan arányos az alveolusok sugarával. A hidegvérű állatok alveolusainak nagy sugara lehetővé teszi számukra, hogy könnyen belélegezzenek anélkül, hogy csökkentenék a méretet. p felületaktív anyagok miatt.
A madarak tüdejében nincsenek felületaktív anyagok. A madarak melegvérű állatok, és aktív életmódot folytatnak. Nyugalomban a madarak oxigénigénye magasabb, mint a többi gerinces, így az emlősöké, repülés közben pedig sokszorosára nő. A madarak légzőrendszere még nagy magasságban is képes telíteni a vért oxigénnel, ahol koncentrációja sokkal alacsonyabb, mint a tengerszinten. Bármely emlős (beleértve az embert is), ha ilyen magasságban van, elkezdi tapasztalni oxigén éhezés, élesen csökkentik motoros aktivitásukat, és néha félig ájulásba is esnek. Hogyan tud a madarak tüdeje felületaktív anyagok hiányában megbirkózni ezzel a nehéz feladattal?
A normál tüdőn kívül a madarak egy további rendszerrel is rendelkeznek, amely öt vagy több pár vékony falú légzsákból áll, amelyek a tüdőhöz kapcsolódnak. Ezeknek a táskáknak az üregei szélesen elágaznak a testben, és egyes csontokba, néha még az ujjak falángainak kis csontjaiba is kiterjednek. Ennek eredményeként a légzőrendszer, például a kacsáknál, a testtérfogat körülbelül 20%-át foglalja el (2% tüdőt és 18% légzsákokat), míg az embernél csak 5%. A légzsákok falai erekben szegények, és nem vesznek részt a gázcserében. A légzsákok nemcsak egy irányba segítik a levegőt a tüdőn keresztül, hanem csökkentik a test sűrűségét, az egyes részei közötti súrlódást, és hozzájárulnak a test hatékony hűtéséhez.
A madár tüdeje párhuzamosan kapcsolódó vékony csövekből épül fel, mindkét oldalon nyitottak, körülvéve a parabronchiból kinyúló erek - légkapillárisok. Belégzéskor megnő az elülső és hátsó légzsákok térfogata. A légcsőből a levegő közvetlenül a hátsó zsákokba jut. Az elülső zsákok nem kommunikálnak a főhörgővel, és megtelnek a tüdőből távozó levegővel (5. ábra, A).
Rizs. 5. A levegő mozgása a madár légzőrendszerében: A- belégzés, b– kilégzés
(K1 és K2 olyan szelepek, amelyek megváltoztatják a levegő mozgását)
Kilégzéskor az elülső zsákok és a fő hörgő közötti kommunikáció helyreáll, és a hátsó zsákok közötti kommunikáció megszakad. Ennek eredményeként a kilégzés során a levegő ugyanabban az irányban áramlik át a madár tüdején, mint a belégzéskor (5. ábra, b). Légzés közben csak a léghólyagok térfogata változik, a tüdő térfogata szinte állandó marad. Világossá válik, hogy miért nincsenek felületaktív anyagok a madártüdőben: egyszerűen nem használnak ott, mert nem kell felfújni a tüdőt.
Egyes organizmusok a levegőt nem csak légzésre használják. A benne élő gömbhal teste Indiai-óceánés a Földközi-tenger, számos tűvel – módosított pikkelyekkel. BAN BEN nyugodt állapot a tűk többé-kevésbé szorosan illeszkednek a testhez. Veszélyben a gömbhal a víz felszínére rohan, és levegőt szívva a belekbe, felfújt labdává változik. Ebben az esetben a tűk minden irányban felemelkednek és kilógnak. A hal a víz felszínéhez közel marad, hasával lefelé fordítva, testének egy része a víz fölé emelkedik. Ebben a helyzetben a gömbhal alul és felül egyaránt védve van a ragadozóktól. A veszély elmúltával a gömbhal levegőt bocsát ki, teste felveszi normál méretét.
A Föld léghéja (légkör) a gravitációs erők hatására a Föld közelében van, és nyomást gyakorol minden testre, amellyel érintkezik. Az emberi szervezet alkalmazkodott a légköri nyomáshoz, és nem tolerálja jól annak csökkenését. Hegyek megmászásakor (4 ezer méter, néha alacsonyabb) sokan rosszul érzik magukat, és rohamokat kapnak. hegyi betegség": nehézkessé válik a légzés, gyakran jön vér a fülből és az orrból, eszméletvesztés lehetséges. Mivel az ízületi felületek szorosan illeszkednek egymáshoz (in ízületi kapszula, az ízületeket lefedve csökken a nyomás) a légköri nyomás hatására, majd magasan a hegyekben, ahol a légköri nyomás nagymértékben lecsökken, az ízületek működése megzavarodik, a karok és lábak nem „hallgatnak” jól, és elmozdulások könnyen előfordulhatnak. Hegymászók és mászó pilóták nagyobb magasságú, vigyenek magukkal oxigénfelszerelést és speciálisan edzenek a mászás előtt.
A programhoz speciális képzés A kozmonauták kötelező képzésen esnek át egy nyomáskamrában, amely egy hermetikusan zárt acélkamra, amely egy erős szivattyúhoz kapcsolódik, amely magas vagy alacsony nyomást hoz létre. BAN BEN modern orvosság A nyomáskamrát számos betegség kezelésére használják. Tiszta oxigén kerül a kamrába, és magas nyomású. Az oxigénnek a bőrön és a tüdőn keresztül történő diffúziója miatt jelentősen megnő a feszültsége a szövetekben. Ez a kezelési módszer nagyon hatásos például az anaerob mikroorganizmusok által okozott sebfertőzéseknél (gáz gangréna), amelyeknél az oxigén erős méreg.
Azokon a magasságokon, ahol a modern űrhajók repülnek, gyakorlatilag nincs levegő, ezért a hajók kabinjait hermetikusan lezárják, és normál légnyomást és összetételt, páratartalmat és hőmérsékletet hoznak létre és tartanak fenn bennük. Az utastér tömítésének megsértése tragikus következményekkel jár.
Űrhajó A Szojuz-11-et három űrhajóssal a fedélzetén (G. Dobrovolszkij, V. Volkov, V. Patsaev) 1971. június 6-án bocsátották alacsony Föld körüli pályára, és június 30-án, amikor visszatért a Földre, a legénység ennek következtében meghalt. a süllyesztő modul nyomáscsökkentése az elválasztó rekeszek után 150 km magasságban.
Néhány információ a légzésről
A személy ritmikusan lélegzik. Egy újszülött gyermek 60-szor lélegzik percenként, egy ötéves - 25-ször 1 percenként, 15-16 éves korban a légzésszám 16-18-ra csökken percenként, és ez idős korig így marad. amikor ismét gyakoribbá válik.
Egyes állatok légzési gyakorisága sokkal alacsonyabb: a kondor 10 másodpercenként, a kaméleon 30 percenként végez egy légzőmozgást. A kaméleon tüdejét speciális zsákok kötik össze, amelyekbe levegőt szív fel, és egyúttal nagymértékben felfújódik. Alacsony frekvenciaju a légzés lehetővé teszi a kaméleon számára, hogy hosszú ideig ne észlelje jelenlétét.
Nyugalomban és normál hőmérsékleten egy személy körülbelül 250 ml oxigént fogyaszt percenként, 15 litert óránként, 360 litert naponta. A nyugalomban elfogyasztott oxigén mennyisége nem állandó - nappal nagyobb, mint éjszaka, még akkor is, ha az ember nappal alszik. Ez valószínűleg a cirkadián ritmusok megnyilvánulása a test életében. Egy fekvő személy körülbelül 15 liter oxigént fogyaszt 1 óra alatt, állva - 20 litert, nyugodt járáskor - 50 litert, 5 km/h-s járáskor - 150 litert.
Légköri nyomáson az ember körülbelül egy napig tiszta oxigént lélegezhet be, majd ezt követően tüdőgyulladás halállal végződik. 2-3 atm nyomáson egy személy legfeljebb 2 órán keresztül lélegezhet tiszta oxigént, majd a mozgások, a figyelem és a memória koordinációjának megsértése következik be.
1 perc alatt általában 7-9 liter levegő halad át a tüdőn, de egy képzett futó esetében körülbelül 200 liter.
Intenzív munkavégzés során a belső szervek fokozott oxigénellátást igényelnek. Megerőltető tevékenység során a szív oxigénfogyasztása 2-szeresére, a májé 4-szeresére, a vese 10-szeresére nő.
Minden egyes belélegzéssel egy személy elegendő munkát végez egy 1 kg súlyú rakomány 8 cm magasságra történő felemeléséhez 1 órán belül végzett munkával 86 m magasságra, éjszaka pedig 690 m magasságra emelhető. m.
Ismeretes, hogy a légzőközpont izgatott, ha a vér szén-dioxid-koncentrációja növekszik. Ha a vér szén-dioxid-koncentrációja csökken, előfordulhat, hogy az ember a szokásosnál hosszabb ideig nem lélegzik. Ezt gyors légzéssel lehet elérni. A búvárok hasonló technikát alkalmaznak, és a tapasztalt gyöngybúvárok 5-7 percig tudnak a víz alatt maradni.
Mindenhol por van. Még az Alpok tetején is körülbelül 200 porszemcsét tartalmaz 1 ml levegő. Ugyanennyi városi levegő több mint 500 ezer porszemcsét tartalmaz. A szél nagyon nagy távolságokra hordja a port: Norvégiában például a Szaharából, Európában pedig az Indonézia szigeteiről származó vulkáni port fedeztek fel. A porszemcsék visszamaradnak a légzőrendszerben, és különféle betegségekhez vezethetnek.
Tokióban, ahol minden lakosnak 40 cm2 utcafelülete van, a rendőrök oxigénmaszkot viselnek. Párizsban tiszta levegő fülkéket szereltek fel a járókelők számára. A patológusok a boncolások során fekete tüdejükről ismerik fel a párizsiakat. Los Angelesben műanyag pálmafákat telepítenek az utcára, mert a magas légszennyezettség miatt az élők elpusztulnak.
Folytatjuk
* Ez a levegőben lévő oxigén parciális nyomására vonatkozik, amelynél egyensúlyban van a vérben vagy más közegben oldott oxigénnel, amelyet ebben a közegben oxigénfeszültségnek is neveznek.
A légzés élettana 1.
1. A légzés lényege. A belégzés és a kilégzés mechanizmusa.
2. Negatív nyomás kialakulása a peripulmonalis térben. Pneumothorax, atelectasia.
3. A légzés típusai.
4. Életerő tüdő és szellőzésük.
n 1. A légzés lényege. A belégzés és a kilégzés mechanizmusa.
n A külső környezet és a szervezet szövetei közötti oxigén és szén-dioxid cserét biztosító folyamatok összességét ún. lélegző , a légzést biztosító szervek összessége pedig az légzőrendszer.
n A légzés típusai:
n Sejtes - egysejtű szervezetekben a sejt teljes felületén.
n Bőrön – többsejtű szervezetekben (férgek) a test teljes felületén.
n Légcső - rovaroknál a test oldalsó felületén futó speciális légcsöveken keresztül.
n Kopoltyú – a halakban a kopoltyúkon keresztül.
n Pulmonalis - kétéltűeknél a tüdőn keresztül.
n Emlősökben speciális légzőszerveken keresztül: orrgarat, gége, légcső, hörgők, tüdő, valamint a mellkas, a rekeszizom és az izomcsoport: inspirátorok és kilégzések.
n Tüdők (a testtömeg 0,6-1,4%-a) - páros szervek, lebenyekkel rendelkeznek (jobb - 3, bal - 2), lebenyekre osztva (mindegyik 12-20 acinival), a hörgők hörgőkre ágaznak, és alveolusokban végződnek.
n A tüdő morfológiai és funkcionális egysége - acini (lat. acinus - szőlőbogyó)- a légzőhörgő elágazása 400-600 alveolaris zsákokban végződő alveoláris csatornákba.
n Az alveolusok megtelnek levegővel, és nem esnek össze a falukon lévő felületaktív anyagok miatt - felületaktív anyagok (foszfolipoproteinek vagy lipopoliszacharidok).
n Légzési szakaszok:
n a) pulmonalis lélegeztetés - gázcsere a tüdő és a külső környezet között;
n b) gázcsere a tüdőben az alveoláris levegő és a tüdőkeringés kapillárisai között;
n c) O2 és CO2 szállítása vérrel;
n d) gázcsere a vérkapillárisok között nagy kör vérkeringés és szöveti folyadék;
n e) az intracelluláris légzés a sejtekben lévő szubsztrátok oxidációjának többlépcsős enzimatikus folyamata.
n A fő fizikai folyamat, amely biztosítja az O2 mozgását a külső környezetből a sejtekbe, a CO2 pedig az ellenkező irányba diffúzió , azaz egy gáz mint oldott anyag koncentrációs gradiensek mentén történő mozgása.
n Belégzés – belégzés .
n A levegő be- és kiáramlása a tüdőbe környezet a tüdőn belüli nyomásváltozások okozzák. Amikor a tüdő kitágul, a nyomás a légköri nyomás alá csökken (5-8 Hgmm-rel), és levegő szívódik be a tüdőbe. Magának a tüdőnek nincs izomszövet. A tüdőtérfogat változása a mellkas térfogatának változásától függ, i.e. a tüdő passzívan követi a mellkas változásait. Belégzéskor a mellkas függőleges, sagittális és frontális irányban tágul. Amikor a belégzési izmok (inspirátorok) - a külső bordaközi izmok és a rekeszizom - összehúzódnak, a bordák felfelé emelkednek, és a mellkas kitágul. A membrán kúp alakú. Mindez segít csökkenteni a nyomást a tüdőben és szívni a levegőt. Az alveolusok vastagsága kicsi, így a gázok könnyen átdiffundálnak az alveolusok falán.
n Kilégzés - lejárat .
n Kilégzéskor a belégzési izmok ellazulnak, és a mellkas a bordaporcok nehézsége és rugalmassága miatt visszatér kezdő pozíció. A membrán ellazul és kupola alakú lesz. Így nyugalomban a kilégzés passzívan történik, a belégzés vége miatt.
n Az erőltetett légzésnél a kilégzés aktívvá válik - fokozza a kilégzési izmok (kilégzési) - belső bordaközi izmok, hasizmok - összehúzódása - külső és belső ferde, haránt és egyenes hasi, dorsalis serratus kilégző. A hasüregben megnő a nyomás, ami a membránt a mellüregbe tolja, a bordák leereszkednek és közelebb kerülnek egymáshoz, ami csökkenti a mellkas térfogatát.
n Amikor a tüdő összeesik, a levegő kipréselődik, a nyomás bennük a légkörinél magasabb lesz (3-4 Hgmm-rel).
n 2. Negatív nyomás kialakulása a peripulmonalis térben. Pneumothorax, atelectasia
n A mellkasban a tüdőket pleurális rétegek választják el egymástól: zsigeri - a tüdővel szomszédos, parietális - a mellkast belülről béleli. A levelek között van a pleurális üreg. Tele van pleurális folyadékkal. Nyomás be pleurális üreg mindig 4-10 Hgmm-rel a légköri érték alatt van. Művészet. (a tüdőben 760 Hgmm). Ennek oka: 1) több gyors növekedés mellkas összehasonlítva a tüdővel a születés utáni ontogenezisben; 2) rugalmas tapadás(rugalmas feszültség) a tüdőben, azaz egy olyan erő, amely ellensúlyozza azok levegő általi nyújtását. A pleurális üreg el van zárva a környezettől.
n Amikor levegő kerül a pleurális üregbe (pl. sérülés során), a mellhártya üregében lévő nyomás kiegyenlítődik a légköri nyomással - pneumothorax , miközben a tüdő összeesik - atelektázia és a légzés leállhat.
n A mellhártyaüreg negatív nyomása születéskor képződik. Az első belégzéskor a mellkas kitágul, a tüdő kitágul, mert hermetikusan el vannak választva - negatív nyomás alakul ki a pleurális üregben. A magzatban a tüdő összeesett állapotban van, a mellkas lapított, a bordák feje a glenoid fossan kívül van. Születéskor a magzat vérében felhalmozódik a szén-dioxid, ami serkenti a légzőközpontot. Innen impulzusok érkeznek a légzőizmokhoz, amelyek összehúzódnak, a bordafejek bejutnak az ízületi üregekbe. A mellkas térfogata nő, a tüdő kitágul.
n A mellkas térfogata és a tüdőtérfogat közötti összefüggést a légzés során általában fizikai módszerekkel szemléltetjük Donders modellek:
n 1. Üvegburkolat,
n 2. A tetején van egy lyukas dugó,
n 3. Alul – rugalmas fólia gyűrűvel,
n 4. A kalap belsejében egy nyúl tüdeje található.
n Amikor a kupak belsejében lévő térfogat a rugalmas film megnyúlása miatt megnő, a kupak üregében a nyomás csökken, a dugón lévő lyukon keresztül levegő jut a tüdőbe, azok kitágulnak és fordítva.
n 3. A légzés típusai.
n 1. Mellkasi vagy borda – a mellkas térfogatának változása elsősorban a bordaközi izmok (kilégzés és belégzés) miatt következik be. Kutyákra és nőkre jellemző.
n 2. Hasi vagy rekeszizom – a mellkas térfogatváltozása elsősorban a rekeszizom és a hasizmok miatt következik be. Férfiakra jellemző.
n 3. Vegyes vagy thoracoabdominalis – a mellkas térfogatának változása a bordaközi izmok, a rekeszizom és a hasizmok összehúzódásával egyformán jelentkezik. A haszonállatokra jellemző.
n A légzés típusai rendelkeznek diagnosztikai érték: ha a hasi vagy a mellüreg szervei sérülnek, megváltoznak.
n 4. A tüdő létfontosságú kapacitása és szellőzése.
n A tüdő létfontosságú kapacitása (VC) A légzés során a tüdőbe belépő és onnan távozó 3 térfogatrész levegőből áll:
n 1. Légzőszervi - levegő mennyisége csendes be- és kilégzéskor. Kistestű állatoknak (kutya, kisállat) - 0,3-0,5 l, nagytestű állatoknak (szarvasmarha, ló) - 5-6 l.
n 2. Kiegészítő vagy tartalék belégzési térfogat– a maximális belégzés során a tüdőbe jutó levegő mennyisége csendes belégzést követően. 0,5-1 és 5-15 l.
n 3. Kilégzési tartalék térfogata– a levegő térfogata maximális kilégzéskor csendes kilégzés után. 0,5-1 és 5-15 l.
n A vitális kapacitást az előző maximális belégzés utáni maximális kilégzés térfogatának spirometriával történő mérésével határozzuk meg. Állatoknál gázkeverék belélegzésével határozzák meg magas tartalom szén-dioxid.
n Maradék térfogat - a maximális kilégzés után is a tüdőben maradó levegő mennyisége.
n „Káros” vagy „holt” tér levegője - a gázcserében nem részt vevő levegő mennyisége, amely a légzőkészülék felső részében helyezkedik el - az orrüreg, a garat, a légcső (20-30%).
n A „káros” tér jelentése:
n 1) a levegő felmelegszik (az erek bőséges ellátása), ami megakadályozza a tüdő hipotermiáját;
n 2) a levegő tisztított és párásított (alveoláris makrofágok, sok nyálkahártya mirigy);
n 3) ha a csillós hám csillói irritáltak, tüsszögés lép fel - reflex eltávolítás káros anyagok;
n 4) a szagló analizátor receptorai („szaglólabirintus”);
n 5) a belélegzett levegő mennyiségének szabályozása.
n Az alveoláris levegő gázösszetételének frissítési folyamata be- és kilégzéskor – szellőzés .
n A szellőztetés intenzitását a belégzés mélysége és a légzőmozgások gyakorisága határozza meg.
n Belégzési mélység a mellkasi mozgások amplitúdója, valamint a tüdőtérfogat mérése határozza meg.
n Légzésszám a mellkasi kirándulások számával számolva egy bizonyos idő alatt (4-5-ször kevesebb, mint a pulzusszám).
n Ló (percenként) – 8-16; Szarvasmarha – 12-25; MRS – 12-16; sertés – 10-18; kutya – 14-24; nyúl – 15-30; szőrme - 18-40.
n Percnyi légzési térfogat a levegő mennyiségének és a percenkénti légzésszámnak a szorzata.
n Pl.: ló: 5 l x 8 = 40 l
n A légzés tanulmányozásának módszerei:
n 1. Pneumográfia– légzési mozgások regisztrálása pneumográf segítségével.
n 2. Spirometria– légzéstérfogatok mérése spirométerrel.
25. előadás.
A légzés élettana 2.
1. Gázcsere az alveolusok és a vér között. A vérgázok állapota.
2. A gázok szállítása és az azt meghatározó tényezők. Szöveti légzés.
3. A gázcserével nem összefüggő tüdőfunkciók.
4. A légzés szabályozása, a légzőközpont és tulajdonságai.
5. A madarak légzésének sajátosságai.
Gázcsere az alveolusok és a vér között. A vérgázok állapota.
A tüdő alveolusaiban O2 és CO2 cserélődik a levegő és a tüdő keringési kapillárisainak vére között.
A kilélegzett levegő több O2-t és kevesebb CO2-t tartalmaz, mint az alveoláris levegő, mert a káros tér levegője keveredik vele (7:1).
Az alveolusok és a vér közötti gázdiffúzió mértékét a félig áteresztő membránnal elválasztott gáz-folyadék rendszerben működő tisztán fizikai törvények határozzák meg.
A levegő alveolusaiból a vérbe, illetve a vérből az alveolusokba történő gázok diffúzióját meghatározó fő tényező a parciális nyomáskülönbség, ill. parciális nyomásgradiens. A diffúzió a nagyobb parciális nyomású területről az alacsonyabb nyomású területre történik.
A levegő gázösszetétele
Parciális nyomás(lat. részleges – részleges) - ez egy gáz nyomása gázelegyben, amelyet ugyanazon a hőmérsékleten fejt ki, és a teljes térfogatot elfoglalja
P = RA x a/100,
ahol P a gáz parciális nyomása, PA az Légköri nyomás, a a keverékben lévő gáz térfogata %-ban, 100 – %.
P O2 belégzés = 760 x 21 / 100 = 159,5 Hgmm. Művészet.
P CO2 belélegzés. = 760 x 0,03 / 100 = 0,23 Hgmm. Művészet.
P N2 belélegzés. = 760 x 79 / 100 = 600,7 Hgmm. Művészet.
A P O2 vagy P CO2 egyenlőség soha nem fordul elő kölcsönható közegben. A tüdőben állandó áramlás van friss levegő a mellkas légzőmozgásai miatt, míg a szövetekben a gázfeszültség különbségét oxidációs folyamatok tartják fenn.
Az alveoláris levegőben és a tüdő vénás vérében lévő O2 parciális nyomása közötti különbség: 100 - 40 = 60 Hgmm, ez okozza az O2 diffúzióját a vérbe. O2 1 Hgmm feszültségkülönbséggel. Művészet. Egy tehénben 1 perc alatt 100-200 ml O2 kerül a vérbe. Egy állat átlagos O2-szükséglete nyugalmi állapotban 2000 ml percenként. 60 ml Hg nyomáskülönbségek. Művészet. több mint elég ahhoz, hogy a vért O2-vel telítse mind nyugalomban, mind edzés közben.
60 Hgmm x 100-200 ml = 6000-12000 ml O2 percenként
