Газообмін у легенях

Життєва ємність легень

У спокої людина може вдихнути і видихнути при­близно 500 мл повітря. При посиленому диханні вона може вдихнути ще приблизно 1500 мл повітря. Найбільша кількість повітря, яку людина може видих­нути після глибокого вдиху, називається життєвою місткістю, яка змінюється з віком залежно від статі, ступеня розвитку грудної клітки, дихальних м'язів. Сума об'ємів дихального — 500 мл, додаткового — 1500 мл і резервнор — 1500 мл повітря становить жит­тєву ємність легень.

Життєва ємність легень у дітей повільно наростає до 7 років, доки відбувається диференціювання легень, і енергійно збільшується у 8—9 років, даючи максимальний приріст у період статевого/дозрівання.

З 18 до 35 років життєва ємність легень є макси­мальною — 3000—6000 мл, а потім з віком зменшується.

Після максимального вдиху в легенях залишається приблизно 1,5 л повітря, яке називається залишковим. Це пов'язано з тим, що завдяки нижчому тиску в плевральній порожнині по відношенню до атмосферно­го легені не спадаються і в них завжди міститься повітря.

Частина залишкового повітря може вийти з легень лише тоді, коли в плевральну щілину зайде повітря і там виникне атмосферний тиск, що можливо при ушкодженні клітки з обох боків.

Загальна кількість повітря, яка вміщується в легенях,.дорівнює сумі життєвої ємності й залишкового об'єму.

Здійснюючи навперемінно вдих і видих, людина вентилює легені, підтримуючи в альвеолах відносно сталий газовий склад.

Людина дихає атмосферним повітрям із вмістом кисню 21 %, вуглекислого газу — 0,03 %, а видихає кисню - 16 %, вуглекислого газу — 4 %. В альвеолярному повітрі кисню — 14,2 %, вуглекислого газу — 5,2 %. Альвеолярне повітря відрізняється від вдихуваного і видихуваного. Це пояснюється тим, що під час вдиху в альвеоли надходить повітря повітроносних шляхів, а під час видиху — навпаки, до видихуваного повітря домішується атмосферне повітря, яке знаходиться втих самих повітроносних шляхах.

У легенях кисень з альвеолярного повітря перехо­дить у кров, а вуглекислий газ із крові надходить у легені. Рух газів відбувається за законами дифузії, згідно з якими газ поширюється із середовища з високим парціальним тиском у середовище з меншим тиском. Парціальним тиском називають частину загального тиску, яка припадає на цей газ в газовій суміші.

Альвеоли легень обплетені густою сіткою капілярів. Стінки капілярів дуже тонкі, що сприяє проникненню газів з легень у кров і навпаки. Газообмін залежить від поверхні, через яку здійснюється дифузія газів, і різниці парціального тиску дифундуючих газів. Встановлено, що від різниці напруги кисню в 1 мм рт.ст. у дорослої людини, яка знаходиться в стані спокою, у кров надходить 25—69 см* кисню за хвилину. Різниця тисків кисню в 70 мм рт.ст. достатня для забезпечення організму киснем за різних умов його діяльності.

У крові кисень сполучається з гемоглобіном, утво­рюючи оксигемоглобін. 1 г гемоглобіну зв'язує 1,34 см³ кисню. В альвеолярному повітрі парціальний тиск кис­ню 100—110 мм рт.ст. За цих умов 97 % гемоглобіну крові з'єднується з киснем. Що ж до вуглекислого газу, то його вміст, а отже, і парціальний тиск в альвеолярному повітрі менший, ніж у венозній крові, яка рухається по капілярах легень. У венозній крові, яка надходить до легень, парціальний тиск вуглекислого газу дорівнює 47 мм рт.ст., а в альвеолярному повітрі — 40 мм. Цієї різниці цілком досить для забезпечення дифузії вуглекислого газу з крові в аль­веолярне повітря.

Вуглекислий газ у крові сполучається, головним чином, з лугами, утворюючи з ними двовуглекислі солі, або бікарбонати. Крім цих солей, у перенесенні вуглекислого газу бере участь і гемоглобін. Це вперше встановив наприкінці XIX ст. І.М.Сєченов.

У тканинах безперервно відбуваються окисні процеси, у яких сполучається кисень. Перехід кисню з крові в тканини зумовлюється різницею парціальних тисків його в крові та тканинах. В артеріальній крові парціальний тиск кисню становить 100—110 мм рт.ст., у тканинній рідині - 20—40 мм рт.ст. Різниця тиску кисню, яка дорівнює 70—80 мм рт.ст., забезпечує енергійний перехід кисню з плазми крові через стінку капіляра в тканинну рідину.

Крім різниці парціального тиску, на ступінь віддачі кисню оксигемоглобіном впливає величина тиску вуглекислого газу. Чим більше його в крові, тим слабший зв'язок гемоглобіну з киснем. Крім концентрації вугле­кислого газу, на міцність зв'язку гемоглобіну з киснем впливає також реакція крові. Навіть незначне порушення реакції в бік кислої спричиняє посилення віддачі кисню. Міцність зв'язку гемоглобіну з киснем залежить також і від температури: при підвищенні температури зв'язок слабший, при зниженні — сильніший.

Зв'язування вуглекислого газу і віддача його кров'ю залежить від його напруження в тканинах та крові. Важ­лива роль при цьому належить ферменту карбоангідразі, який міститься в еритроцитах. Цей фермент, залежно під вмісту вуглекислого газу, прискорює в багато разів реак­цію: СО,+Н₂О=Н₂СО₃. У капілярах тканини, де напру­ження вуглекислого газу високе, відбувається утворення вугільної кислоти. У легенях карбоангідраза сприяє де­гідратації, що приводить до витіснення вуглекислого газу з крові.

Газообмін у легенях дітей тісно пов'язаний особливостями регуляції у них кислотно-лужної рівноваги. Навіть за незначного зміщення рівноваги в бік підкислення у дітей виникає задишка.

Багато речовин, зокрема наркотики (ефір, хлороформ, спирти), гальмують процеси дихання. Небезпечною отрутою є чадний газ, який утворюється в результаті неповного згорання дров, вугілля тощо. При вдиханні чадного газу в легені він дифундує в кров і утворює стійку хімічну сполуку з гемоглобіном, унаслідок чого гемоглобін втрачає здатність приєднувати кисень і його надходження до тканин утруднюється. Досить людині вдихнути 1 л чадного газу, як настає смерть під припинення тканинного дихання.

Дата добавления: 2014-01-07