ГАЗООБМІН В ЛЕГЕНЯХ І ТКАНИНАХ
Кисень – неодмінна умова існування кожної живої клітини людського організму. Кисень разом з повітряними масами під час вдихання потрапляє через верхні дихальні шляхи (носову порожнину і гортань), трахею у правовий і лівий бронхи, кожний з яких розгалужується на дольові бронхи – бронхи І порядку, а ті в свою чергу на сегментарні – бронхи ІІ порядку, сегментарні бронхи діляться на долькові – бронхи ІІІ порядку, долькові – на бронхіоли, що діляться дихотомічно на бронхіальні ходи, кожний з яких закінчується двама альвеолярними мішечками. Стінки альвеолярних мішечків складаються з альвеол. Альвеоли, утворені одношаровим плоским дихальним епітелієм. Клітини цього епітелію мають здатність виробляти біологічно активні речовини, які тонкою плівкою вистилають їхню внутрішню поверхню. Ця плівка підтримує постійний об’єм пухирців, не дає їм злипатися.
Крім того, речовини плівки знешкоджують мікроорганізми, які проникають з повітря в легені.
“Відпрацьована” плівка виводиться через повітроносні шляхи у вигляді харкотиння або перетравлюються легеневими фагоцитами.
При запаленні легень, туберкульозі та інших інфекційних захворюваннях плівка може ушкоджуватися. Тоді легеневі пухирці злипаються і не можуть брати участі в газообміні. У курців пухирці втрачають свою еластичність і здатність очищатися, плівка твердне від отрути, що є в цигарках. Свіже повітря, інтенсивне дихання під час фізичної праці й заняття спортом сприяють обновленню плівки.
Кожна альвеола обплетена густою сіткою капіляр. Стінки капілярів і епітелію створюють бар’єр між кров’ю і повітрям в альвеолах, але не перешкоджають газообміну між ними.
Газообмін в легенях здійснюється по принципу дифузії. Кров у легенях постачається по судинах малого кола кровообігу. По верхній і нижній порожнистих венах венозна кров впадає у праве передсердя, а потім у правий шлуночок. Після чого кров з шлуночка виштовхується в легеневу артерію, що розгалужується до дрібних альвеолярних капілярів, де і проходить газообмін. Концентрація вуглекислого газу в крові більша, ніж в повітрі альвеол, а кисню концентрація в повітрі більша, ніж в крові, тому кисень переходить в кров, а вуглекислий газ – в повітря, яке під час вдиху виводиться в зовнішнє середовище.
Отже, в легенях кров збагачується киснем і звільняється від вуглекислого газу, тобто перетворюється із венозної у артеріальну. По легеневих венах уже артеріальна кров впадає в ліве передсердя. потім в лівий шлуночок, звідси – у велике коло кровообігу.
Із капілярів великого кола кровообігу кисень потрапляє в тканини. В артеріальній крові концентрація кисню більша, ніж в клітинах тканин, а вуглекислого газу в клітинах концентрація більша, ніж в крові. Тому кисень легко проникає в клітини тканин і використовується в окислювальних процесах. А вуглекислий газ із клітин переходить у кров. Так у тканинах органів артеріальна кров перетворюється на венозну.
Венозна кров по венах великого кола кровообігу надходить у праве передсердя, потім – у правий шлуночок серця, а звідти – до легень.
Обмін газів через шкіру і кишковий тракт не перевищує 1-2% загального газообміну. За кожну годину людина н 1 кг ваги поглинає 30 мл кисню і виділяє 120 мл вуглекислого газу. Під час роботи ця кількість збільшується в тренованих людей у 15-20 раз, а в нетренованих – 10 раз. Людина в стані спокою за хвилину споживає 250 мл кисню; при максимально напруженій роботі потрібно 400-500 мл кисню. Максимальне поглинання кисню нетренованого людиною не перевищує 2-3,5 мл за хвилину, а в добре тренованої доходить до 3,55 л. Через те, що потреба в кисні збільшується в 20-25 раз, утворюється кисневий борг.
Для характеристики змін газів повітря подаємо таблицею 19 складу газів у вдиху вальному, видихальному і альвеомерному повітрі. Крім перелічених у таблиці газів, у повітрі є ще в певних кількостях неон, гелій, криптон, водень, ксенон, і озон. Останнім часом дослідженнями М.І.Валського доведена можливість засвоєння озону атмосферного повітря рослинами і тваринами. Для хімічного аналізу дихальних газів використовують швидкодіючі прилади, засновані на принципах зміни концентрації газів через кожні 40 мілісекунд.
Склад газів у вдиху вальному, видиху вальному і альвеомерному повітрі (у%).
ГазиВдихуване повітряВидихувалиАльвеолярне