Обмен газов в легких и тканях

Механизм дыхательных движений

При вдохе грудная полость увеличивается вследствие сокращения межреберных мышц и опускания диафрагмы. Наружные межреберные мышцы сокращаются и отводят в стороны передние концы ребер. В результате этого объем грудной клетки увеличивается в передне-заднем направлении. Уплощение купола диафрагмы ведет к увеличению объема грудной клетки сверху вниз. Давление в плевральной полости отрицательное, т. е. меньше атмосферного. Если принять уровень атмосферного давления за нуль, то во время спокойного вдоха оно ниже атмосферного на 9 мм рт. ст., а после спокойного выдоха - на 4 мм. рт. ст. При вдохе давление в плевральной полости уменьшается и легкие растягиваются. В результате этого объем легких увеличивается, а давление воздуха в них становится ниже атмосферного. Из-за образующейся разницы между давлением в окружающей среде и в альвеолах наружный воздух поступает в легкие.

Во время выдоха расслабляются наружные межреберные мышцы и диафрагма, уменьшается объем грудной клетки. В результате этого повышается плевральное давление. Объем легких уменьшается, давление воздуха в них становится выше атмосферного. Воздух удаляется в окружающую среду. Процессу выдоха способствуют сокращения мышц брюшной стенки и внутренних межреберных мышц.

В спокойном состоянии человек вдыхает и выдыхает около 500 см³ воздуха. Этот объем называется дыхательным. Человек может вдохнуть сверх дыхательного объема дополнительно еще 1500 см³ воздуха - это дополнительный объем, а после спокойного выдоха он может выдохнуть еще 1500 см³ воздуха - это резервный объем. Совокупность дыхательного, дополнительного и резервного объемов воздуха называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ). Иначе, ЖЕЛ - это тот объем воздуха, который человек может максимально выдохнуть после максимального вдоха. Он составляет в среднем 3500 см³. Даже после максимального выдоха в легких остается около 1000 мл воздуха. Это остаточный объем. ЖЕЛ зависит от пола, возраста, состояния здоровья, тренировки дыхания.

В легких происходит обмен кислорода (O₂) и диоксида углерода (CO₂) между воздухом и кровью. Перемещение газов из альвеол в капилляры и обратно осуществляется путем диффузии. Этот процесс возможен благодаря разнице между парциальным давлением газов, находящихся в альвеолах, и их напряжением в крови капилляров. Парциальное давление O₂ во вдыхаемом воздухе примерно 110 мм. рт. ст., а напряжение его в венозной крови капилляров в легких около 40 мм. рт. ст., поэтому O₂ диффундирует из альвеол в капилляры. Парциальное давление CO₂ в альвеолах равно 40 мм. рт. ст., а его напряжение в венозной крови капилляров составляет 47 мм. рт. ст. В результате CO₂ перемещается путем диффузии из капилляров в альвеолы. O₂ попадает в кровь, проникает в эритроциты (96-98%) и вступает в непрочное соединение с гемоглобином (Hb), образуя оксигемоглобин.

При воздействии раздражителей на слизистую оболочку воздухоносных путей у человека возникают защитные дыхательный рефлексы: кашлевой рефлекс и рефлекс чихания.

Дата добавления: 2014-01-07