Gaz takası- vücut ve çevre arasında bir dizi gaz alışverişi süreci; oksijenin tüketilmesi ve az miktarda gaz halindeki ürünler ve su buharı ile karbondioksitin açığa çıkmasından oluşur. G.'nin yoğunluğu, tüm organ ve dokularda meydana gelen redoks işlemlerinin yoğunluğuyla orantılıdır ve sinir ve sinir sisteminin düzenleyici etkisi altındadır. endokrin sistemleri. Gaz değişimi çeşitli vücut sistemlerinin işlevleriyle sağlanır. En büyük önemi, gazların akciğerlerdeki alveolokapiller septa yoluyla yönlendirilmiş difüzyonunu ve dış hava ile kan arasındaki gaz değişimini sağlayan dış veya pulmoner solunumdur; kanın solunum fonksiyonu, plazmanın çözünme kabiliyetine ve hemoglobinin oksijen ve karbon dioksiti geri dönüşümlü olarak bağlama kabiliyetine bağlıdır; taşıma fonksiyonu kardiyovasküler sistemin Kan gazlarının akciğerlerden dokulara ve sırta taşınmasını sağlayan (kan akışı); kan ve doku hücreleri arasındaki gaz değişimini sağlayan enzim sistemlerinin bir fonksiyonu, yani. doku solunumu (bkz.).
Kan gazlarının difüzyonu (gazların alveollerden kana, kandan doku hücrelerine ve geriye geçişi), hücre zarı boyunca bir konsantrasyon gradyanı boyunca - daha yüksek konsantrasyonlu yerlerden daha düşük konsantrasyonlu alanlara - meydana gelir. Bu işlem sayesinde inspirasyon sonunda akciğer alveollerinde alveol havası ve kandaki çeşitli gazların kısmi basınçları eşitlenir. Sonraki ekshalasyon ve inhalasyon sırasında (alveollerin havalandırılması) atmosferik hava ile değişim, oksijenin kana ve karbondioksitin kandan difüzyonuna bağlı olarak alveoler havadaki ve kandaki gaz konsantrasyonunda farklılıklara yol açar. Gazların alveoler kılcal septumdan difüzyonu, alveoler epitel yüzeyindeki ince bir sıvı tabakasından difüzyonla başlar; burada difüzyon hızı (yani birim zamanda membrandan geçen gaz miktarı) havadakinden daha düşüktür. , Çünkü Difüzyon katsayısı ortamın viskozitesi ile ters orantılıdır ve aynı zamanda belirli bir sıvıdaki gazların çözünürlüğüne (absorbsiyonuna) da bağlıdır. Aynı difüzyon direnci için difüzyon hızı (V) farkla doğru orantılıdır kısmi basıncı Membranın her iki tarafındaki gaz (Dp). Akciğerlerde gazların difüzyonuna karşı direnci karakterize etmek için, pratikte akciğerlerin difüzyonu (DL) olarak gösterilen ters değerini - katsayı veya geçirgenlik faktörünü kullanmak gelenekseldir.
Bu değer, zarın her iki tarafında 1 mm Hg'lik kısmi basınç farkıyla 1 dakikada akciğer zarından geçen gaz miktarına eşittir. Sanat. Dinlenme halindeki sağlıklı bir yetişkinde Dp değeri yaklaşık 10 mm Hg'dir. Madde ve oksijen emilimi yaklaşık 300 ml/dakikadır, bu da akciğerlerin oksijen difüzyon kapasitesinin normal olarak yaklaşık 30 ml/dak/mmHg olduğu anlamına gelir. Sanat. Kanın solunum fonksiyonu, hemoglobine bağlanan ve plazmada çözünen O2 ve CO2 miktarının yanı sıra kan dolaşımı için gerekli olan HbO2 ve HbCO2 moleküllerinin hücreler arasında ayrışmasını sağlayan koşullar tarafından belirlenir. dokular ve akciğerler. Kanda O 2 ve CO 2'nin yanı sıra nitrojen, argon, helyum vb. küçük miktarlarda çözülür.
Fiziksel olarak çözünmüş formdaki bir sıvıdaki gazların içeriği, voltajına ve 1 gaz voltajında 1 ml sıvı içinde fiziksel olarak çözünen gazın hacmine (ml cinsinden) karşılık gelen çözünürlük katsayısına (Henry-Dalton yasası) bağlıdır. atm veya 760 mm Hg. Sanat. Tam kan için t° 37°'de oksijenin çözünürlük katsayısı (a) 0,024, karbondioksit - 0,49, nitrojen - 0,012'dir. Gaz voltajı ne kadar yüksek olursa, diğer şeyler eşit olduğunda, sıvı içinde çözünmüş hacmi de o kadar büyük olur. kan içinde. Alveolar havadaki kısmi oksijen basıncı 95 mm Hg'ye eşittir. Art., 100 ml arteriyel kanda, oksijen gerilimi 40 mm Hg'ye düştüğünde karışık venöz kanda yaklaşık 0,30 ml O2 çözülür. Sanat. 100 ml kanda fiziksel olarak çözünmüş oksijenin payı yaklaşık 0,11 ml'dir. 100 ml arteriyel ve venöz kandaki çözünmüş CO2 miktarı sırasıyla 2,6 ve 2,9 ml'dir. O 2 ve CO 2'nin çoğu, HbO 2 ve HbCO 2 molekülleri formundaki hemoglobin ile bağlantıları şeklinde taşınır.
Hemoglobin tamamen oksijene doygun hale geldiğinde kanın bağladığı maksimum oksijen miktarına kanın oksijen kapasitesi denir. Normalde değeri hacimce %16,0-24,0 arasında değişir ve 1 g'ı 1,34 ml oksijeni (Hüfner sayısı) bağlayabilen kandaki hemoglobin içeriğine bağlıdır. Klinikte, kandaki oksijen içeriğinin oksijen kapasitesine oranı olan, % olarak ifade edilen arteriyel kanın oksijenle doygunluk derecesi belirlenir. Oksijenin hemoglobin tarafından bağlanması, kandaki oksijen gerilimine (oksijen gerilimi azaldığında, oksihemoglobin oksijeni serbest bırakır) bağlı, tersine çevrilebilir bir süreçtir; bu, hemoglobinin oksijen ayrışma eğrisi olarak adlandırılan eğrinin yanı sıra diğer faktörlere de yansır. özellikle kanın pH'ı.
Kural olarak, tüm bu faktörler oksihemoglobin ayrışma eğrisini kaydırarak eğimini artırır veya azaltır, ancak S şeklini değiştirmez. Dokularda oluşan CO2, kan kılcal damarlarının kanına geçer, daha sonra eritrosit içine yayılır, burada karbonik anhidrazın etkisi altında, hemen hidrojen iyonlarına ayrışan karbonik aside dönüşür ve. İkincisi kısmen kan plazmasına yayılır ve sodyum bikarbonat oluşturur; bu, kan akciğerlere girdiğinde, kırmızı kan hücrelerinde bulunan iyonlar gibi (potasyum bikarbonat dahil), alveollere difüzyona uğrayan CO2'yi oluşturmak üzere ayrışır. Toplam CO2 miktarının yaklaşık %80'i dokulardan akciğerlere bikarbonat formunda, %10'u serbestçe çözünmüş karbondioksit formunda ve %10'u karboksihemoglobin formunda aktarılır. Karboksihemoglobin, pulmoner kılcal damarlarda hemoglobine ve solunan havayla uzaklaştırılan serbest CO2'ye ayrışır. CO2'nin hemoglobin ile bağdan salınması, ikincisinin belirgin asidik özelliklere sahip olan, bikarbonatları su molekülleri ve C02 oluşturmak üzere ayrışan karbonik asit haline dönüştürebilen oksihemoglobine dönüştürülmesiyle kolaylaştırılır.
Gaz değişiminin patolojisi, gaz yoğunluğundaki bir artış veya azalma ile ifade edilir.Ateş, tirotoksikoz, bulaşıcı zehirlenmeler (örneğin tüberküloz) ile artan oksijen tüketiminin bir yansıması olarak gaz yoğunluğunda genel bir artış gözlenir. ve merkezi sinir sistemi hastalıklarıyla bağlantılı olarak artan metabolizma. (nevrozlar dahil), adrenal bezler, gonadlar, aşırı dozda adrenomimetik ilaçlar durumunda. Yapay hipotermi, miksödem ve beslenme distrofisi sırasında oksijen tüketiminde azalma ile G.'nin yoğunluğunda bir azalma gözlenir. G.'nin patolojisinin kendisi, dokulara mevcut ihtiyaçları ile ilgili olarak oksijen beslemesinin yetersizliği ve (veya) asit-baz dengesinin düzenlenmesinde rol oynayan kandaki uygun karbondioksit (pCO2) gerilimi ile karakterize edilir. solunum ve dolaşım fonksiyonlarının yanı sıra.
PCO2'deki patolojik bir artış - hiperkapni (gaz asidozu) - genellikle kan plazmasındaki oksijen gerginliğinde (pO2) ve eritrositlerdeki içeriğinde bir azalma ile birleştirilir, yani. doku hipoksisine yol açan hipoksemi. PCO2'de patolojik bir azalma - hipokapni (gaz alkalozu) - normal kan oksijenlenmesiyle de mümkündür, tıpkı akciğer alveollerinin artan solunumla (isteğe bağlı dahil) hiperventilasyonu durumunda olduğu gibi. Hiperventilasyon pratikte oksijenin alveollerden kana transferini arttırmaz, ancak aşırı karbondioksit atılımına katkıda bulunur. Serebral arterlerin dilatasyon derecesi ve periferik damarların tonu kandaki CO2 konsantrasyonuna bağlıdır, bu nedenle hipokapniye kanın kalbe venöz dönüşünde, kalp debisinde ve kan basıncında bir azalma eşlik eder; aynı zamanda serebral kan akışı yaygın olarak azalır; bu, baş dönmesi, parestezi, bayılmaya kadar bayılma (sözde hiperventilasyon sendromu) ile kendini gösterir.
Vücut ile çevre arasındaki gazın bozulmasının nedenleri, solunan havadaki gazların bileşimindeki veya kısmi basıncındaki değişiklikler olabilir; dış solunum sisteminin patolojisi ve düzenlenmesi; kan ve kan dolaşımının taşıma ve dağıtım fonksiyonunun ihlalleri; dokulardaki redoks süreçlerinin bozuklukları (hücresel solunumun inhibisyonu). G.'nin solunan havanın bileşimi ve basıncındaki değişikliklere bağlı patolojisi, seyrekleştirilmiş bir atmosferde, yapay solunum karışımlarının yanlış kullanımıyla, değiştirilen gaz miktarının yeterli stabilizasyonu olmadan kapalı sistemlerde nefes alınmasıyla vb. gözlenir. Seyreltilmiş bir atmosferde (örneğin, 3000 m'den daha yüksek bir yüksekliğe çıkarken), havadaki pO2'nin önemli ölçüde azaldığı alveoler havada da azalma gözlenir ve dolayısıyla kanın oksijen doygunluğu pulmoner kılcal damarlar azalır (bkz.).
Arteriyel kandaki pO2'deki bir azalma, solunum merkezinin işleyişini uyarır, bu da dakikadaki solunum hacminde ve karbondioksit atılımında bir artışa yol açar. Gelişen gaz alkalozu, hemoglobinden oksijen salınımını engeller, bu da hipokseminin neden olduğu doku hipoksisini ağırlaştırır. G.'nin dış solunum patolojisindeki rahatsızlıkları, alveoler-kılcal zarların gazlar için geçirgenliğinin azalmasından (difüzyon yetersizliği), alveollerde azalmış veya düzensiz havalandırmayla (havalandırma yetersizliği) yetersiz hava değişiminden kaynaklanabilir. ve ayrıca havalandırma-perfüzyon ilişkisinin ihlali. Difüzyon Solunum yetmezliği O2 ve CO2'nin alveolar-kılcal membranlardan difüzyonundaki önemli farklılıklar nedeniyle, şiddetli hipoksemiye yol açarak ventilasyonu uyarır ve dolayısıyla hipokapni ile birleşir.
Bu vakalarda hipokseminin derecesi çok önemlidir ve klinik olarak çok az fiziksel aktiviteyle bile keskin bir şekilde artan yaygın siyanoz ile ifade edilebilir. Böyle bir G. ihlali, yaygın pulmoner fibrozis ve çeşitli etiyolojilerin granülomatozunun, örneğin berilyoz, sarkoidoz, Hamman-Rich sendromunun (bkz. Alveolit) karakteristiğidir ve bazen akciğerlerin kanserli lenfanjitinde gözlenir. Pulmoner alveollerin hipoventilasyonu ile alveoler havadaki pO2 düşer, pCO2 artar; bu durumda gazların alveoler kılcal membrandan difüzyonu için gerekli olan kısmi basınç gradyanı, kan plazmasındaki pO2'nin azaltılması ve pCO2'nin arttırılmasıyla oluşturulur. Bu nedenle alveollerin şiddetli hipoventilasyonu sadece hipoksemiye değil aynı zamanda gaz asidozunun gelişmesiyle birlikte hiperkapniye de yol açar. Alveolar hipoventilasyonun nedenleri arasında önde gelen yer, bronş tıkanıklığındaki bozukluklar ve fonksiyonel akciğer hacimlerindeki, özellikle de artık hava hacmindeki değişikliklerdir (bkz.). Bronşiyal astım, bronşiolit (bkz.), bronşit, pnömoskleroz ve amfizem gibi yaygın hastalıklara eşlik eden havalandırma yetersizliğini belirlerler.
Alveolar hipoventilasyonun nedeni Pickwick sendromu, merkezi sinir sisteminin organik lezyonları nedeniyle solunum merkezinin bozulması, barbitüratlarla zehirlenme, afyon ilaçları ve ayrıca solunum kaslarının, diyaframın ve plevra motor sinirlerinin hasar görmesi olabilir. . Düzensiz havalandırma, akciğerlerin yalnızca belirli bölgeleri hipoventilasyona tabi tutulduğunda, hipoksemiyi ortadan kaldırmadan dakikadaki solunum hacmindeki bir artış, aşırı CO2 atılımı ile diğer alanların hiperventilasyonuna yol açtığında meydana gelir. Sonuç olarak düzensiz ventilasyon, yaygın başarısızlıkta olduğu gibi hipoksemi ile hipokapninin aynı kombinasyonuyla ortaya çıkabilir. İkincisinin aksine, düzensiz alveoler ventilasyonu olan hastalarda egzersiz stresi siyanozun derecesini arttırmaz ve bazı durumlarda, azaldığı bölgelerdeki havalandırmanın iyileştirilmesi nedeniyle siyanoz azalır (egzersiz sırasında nefes almayı zorlayarak, lokal bronkospazmı ortadan kaldırarak vb.).
Akciğerlerde her türlü gastrointestinal patolojinin gelişmesinde, ventilasyon-perfüzyon ilişkisinde bir bozukluk vardır, ancak bazı durumlarda bu çok önemlidir.Normalde, ortalama 4- olan alveolar ventilasyonun dakika hacminin oranı. Dinlenme halindeki 5 litrenin, pulmoner perfüzyonun dakika hacmine oranı (yaklaşık 5-6 litre), 0,8-1 aralığındadır. Hipoksemi ile ventilasyon arızası durumunda, bu gösterge 0,8'den azdır; bu, akciğerlerin hipoventilasyon alanlarında perfüzyonun korunmasından kaynaklanır ve bazen örneğin hiperemide ("flush" gibi) hiperfüzyonlarıyla ilişkilidir. ) akut pnömoni geliştirme aşaması. Bu durumda bir tür venoarteriyel şant oluşur: Akciğerin havalandırılmayan bölgesinden geçen kan venöz kalır ve bu formda sistemik dolaşımın arteriyel sistemine geçer. Lober pnömoni gelişiminin ilk günlerinde hastaların siyanozunu açıklayan şey budur.
Havalandırmanın sürdürüldüğü veya hatta arttırıldığı bölgelerde perfüzyon azalırsa (pulmoner arter dallarının trombozu veya embolisi, pulmoner vaskülit, anjiyoskleroz ile) akciğerlerde ventilasyonun kan akışına oranı 1'den büyük olur. Ventilasyonun kan akışı üzerindeki üstünlüğü, hipokapni ile birlikte hiperventilasyona neden olabilir. Kandaki CO2 içeriği, hemoglobinin O2 ile bağlantısını ve dolayısıyla dokularda ve akciğerlerde O2 değişimini etkiler. Hipokapni ile oksihemoglobinin ayrışması zordur; Genellikle hipoksemi ile birleşen hiperkapni ile oksihemoglobinin ayrışması kolaylaştırılır, ancak akciğerlerde kanın oksijenlenmesi engellenir.
G.'nin, akciğerler ile vücut hücreleri arasındaki gazların taşınmasının bozulmasına bağlı patolojisi, kanın gaz kapasitesi, hemoglobindeki eksiklik veya niteliksel değişiklikler nedeniyle azaldığında ve ayrıca hacimsel hız olduğunda gözlenir. Dokulardaki kan akışı azalır. Anemi ile kanın oksijen kapasitesi, hemoglobin konsantrasyonundaki azalmayla orantılı olarak azalır. Birim kan hacminden dokulara oksijen sağlanmasındaki bir azalma, kan akış hızındaki bir artışla ancak kısmen telafi edilebilir, çünkü ikincisi dokular ile onlarla temas halinde olan kan arasındaki gazın hızını aşmamalıdır. Anemi sırasında hemoglobin konsantrasyonundaki azalma, karbondioksitin dokulardan akciğerlere karboksihemoglobin formunda taşınmasını da sınırlar.
Kanda oksijen taşınmasında bozulma, hemoglobin patolojiden dolayı hasar gördüğünde, örneğin orak hücreli anemide (bkz.), örneğin nitrat zehirlenmesi durumunda methemoglobine dönüşümü nedeniyle hemoglobin moleküllerinin bir kısmı etkisiz hale getirildiğinde meydana gelir ( bkz.) veya karboksihemoglobine - oksit karbonu solurken. Hemoglobinin karbon monoksit ile bağı oksijenden daha güçlüdür. Ayrıca kanda karboksihemoglobin varlığı oksihemoglobinin ayrışmasını kötüleştirir. Bu nedenle, karboksihemoglobine dönüşmesi nedeniyle hemoglobinin %50'sinin etkisiz hale getirilmesine, örneğin kanama sırasında aynı %50'lik hemoglobin kaybından bile çok daha ciddi bir hemoglobin bozukluğu eşlik eder. G. Kılcal damarlardaki kan akışının hacimsel hızındaki azalmaya bağlı bozukluklar, kalp yetmezliği (özellikle konjestif), vasküler yetmezlik (çökme, şok dahil), lokal bozukluklar - vazospazm ve diğer doku iskemi nedenleri ile birlikte ortaya çıkar. lokal venöz staz ile, arteriyovenüler anastomozların patolojik açılması. Kan durgunluğu koşulları altında, indirgenmiş hemoglobin konsantrasyonu artar.
Kalp yetmezliğinde, bu fenomen özellikle kan akışının en yavaş olduğu, klinik olarak akrosiyanoz ile kendini gösteren, vücudun kalpten uzak bölgelerindeki kılcal damarlarda belirgindir. Mide sisteminin hücresel düzeyde birincil bozulması, esas olarak solunum enzimlerini bloke eden zehirlerin etkisi altında gözlenir. Sonuç olarak, hücreler oksijeni kullanma yeteneğini kaybeder (venöz kan oksijen açısından zengin olduğu için oksijendeki arteriyovenöz fark kaybolur) ve şiddetli doku hipoksisi gelişir, bu da hücre altı ve hücresel elemanların nekroza kadar yapısal bozulmasına yol açar. Hücresel solunumun bozulmasının nedeni şunlar olabilir: vitamin eksikliğiörneğin solunum enzimlerinin koenzimleri olan B2, PP vitaminlerinin eksikliği.
Gastrointestinal bozuklukların düzeltilmesi, dış solunum sistemleri patolojisi veya vücutta gaz taşınması olan hastaların tedavisinde en önemli, bazen acil görevlerden biridir. Hipoksemi durumunda, oksijen tedavisinden oluşur; ancak bu, şiddetli hiperkapnisi olan hastalarda apne tehdidi nedeniyle veya solunum merkezinin karbondioksite karşı reaktivitesinin azalmasına neden olan başka nedenlerin varlığında güvensiz olabilir. Hiperkapni ve solunum aritmisiyle birlikte şiddetli hipoksemi, yapay pulmoner ventilasyonun (ALV) kullanılması için endikasyonlardır. Hipokapni durumunda hiperventilasyonun ortadan kaldırılması veya azaltılması gerekir. Aynı amaçla, mekanik ventilasyondaki hastalarda ventilasyon modunun düzeltilmesi için promedol veya morfin kullanılır (özellikle taşipne için). G.'nin patolojisinde, geleneksel oksijen tedavisi, yalnızca pulmoner dolaşım bozuklukları veya bozulmuş gaz taşınması nedeniyle doku oksijenlenmesini önemli ölçüde iyileştirmez. Bu tür bozuklukların belirli türleri için, şiddetli anemi - kırmızı kan hücresi transfüzyonu için oksijen baroterapisi etkilidir (bkz.). Doku solunumunun etkinliğini arttırmak için kokarboksilaz, riboflavin mononükleotid (veya flavinat) ve sitokrom c parenteral olarak uygulanır. Tespit edilen asit-baz dengesizliklerinin düzeltilmesi gereklidir (bkz. Alkaloz, Asidoz).
Kan ve dokulardaki voltaj ve gaz içeriğinin ölçümü. Oksijen gerilimi çoğunlukla polarografik olarak ölçülür. Arteriyel kılcal kandaki O2 basıncını analiz etmek için yerdeki (ısıtılmış) kulak memesinden birkaç damla alınır. Mikroelektrotlar kullanılarak tek tek hücrelerde O2 voltajını doğrudan ölçmek mümkündür. Küçük miktarlarda arteriyel kandaki CO2 voltajını ölçmek için elektrometrik yöntem (pH ölçümünde kullanılan elektrotun aynısı kullanılır) veya Astrup yöntemi kullanılır. Gastrointestinal bozuklukların derecesi değerlendirilirken asit-baz dengesindeki değişiklikler dikkate alınır. Kandaki gazların voltajını değil içeriğini ölçmek gerekiyorsa, önce gazların kandan tamamen çıkarıldığı, ardından basıncının veya hacminin ölçüldüğü yöntemler kullanılır. Çoğu zaman bunun için bir Van-Slyke basınç göstergesi kullanılır. Hacimsel oksijen tüketimi ve karbondioksit salınımı oranı, hermetik bir "özne-cihaz" sisteminde gaz eksikliğinin belirlenmesi prensibine göre çalışan kapalı tip hacimsel aletler kullanılarak ölçülür.
Solunum için saf oksijen kullanan cihazlar ve oksijen-hava karışımı olan cihazlar bulunmaktadır. Oksijen-hava solunum moduna sahip cihazlar, tüketime uygun olarak sisteme oksijen eklendiğinde ek kapasite ve oksijen stabilizasyonunu paralel bağlama özelliğine sahiptir. Bunlar yetişkinler ve çocuklar için çeşitli spirograflar ve spirometrelerdir. Gaz analizi, solunan ve verilen havanın çeşitli hacimsel ve hızlı gaz analizörleri, kromatograflar, kütle spektrografları, polarograflar, iyon seçici elektrotlara sahip cihazlar vb. tarafından gerçekleştirilir. Oksijenograflar, kandaki oksijen doygunluğunu belirlemek için kullanılır. Asit-baz dengesinin belirlenmesi, kan gazlarının mikro analizine yönelik cihazlar kullanılarak gerçekleştirilir. Dış solunum sistemi patolojisi olan hastalarda gaz değişim bozukluklarının nedenlerini araştırmak gerekirse, alveolokapiller membranların difüzyon geçirgenliği, kütle spektrometresi ve gaz analizine dayalı özel difüzyonometreler, fonksiyonel akciğer hacimlerinin yapısındaki bozukluklar kullanılarak belirlenir. ve bronş açıklığı spirometri, spirografi (bkz.) kullanılarak, pnömotakometri fonksiyonel testler kullanılarak incelenir.
Alveoler ventilasyonun eşitsizliğinin derecesi, akciğerlerin toplam hacminde nitrojen, helyum veya diğer gösterge gazlarının seyreltilme süresinin uzatılmasıyla belirlenir. Akciğerlerdeki ventilasyon-perfüzyon ilişkilerinin bozulması, fonksiyonel ölü boşluktaki değişiklikler ve bunun tidal hacimle ilişkisi ile dolaylı olarak değerlendirilebilir. Gaz değişimini incelemek için kullanılan cihazların çalışması sırasında, bağlantı elemanlarının (solunum tüpleri, torbalar, ağızlıklar vb.) temizliğinin izlenmesi gerekir. İkincisi özel tek kullanımlık nozullara sahiptir.
Kaynakça: Solunumun Klinik Fizyolojisi Kılavuzu, ed. LL. Shika ve N.N. Kanaeva, L., 1980; İnsan Fizyolojisi, ed. R. Schmidt ve G. Teus, çev. İngilizceden; İle. 216, M., 1986.
Site yalnızca bilgilendirme amaçlı referans bilgileri sağlamaktadır. Hastalıkların teşhis ve tedavisi mutlaka uzman gözetiminde yapılmalıdır. Tüm ilaçların kontrendikasyonları vardır. Bir uzmana danışmak gereklidir!
Akciğerler vücudumuzun en hacimli organıdır. Akciğerlerin yapısı ve mekanizması oldukça ilginçtir. Her nefes alma vücudumuzu oksijenle doldurur ve nefes verme karbondioksiti ve bazı toksik maddeleri vücuttan uzaklaştırır. Hem uykuda hem de uyanıkken sürekli nefes alırız. Nefes alma ve nefes verme süreci, birkaç sistem ve organ tarafından eşzamanlı etkileşimle gerçekleştirilen oldukça karmaşık eylemlerdir.Akciğerler hakkında bazı şaşırtıcı gerçekler
Akciğerlerin 700 milyon alveol içerdiğini biliyor muydunuz? Gaz değişiminin gerçekleştiği sakküler sonlar)?İlginç bir gerçek, alveollerin iç yüzeyinin alanının 3 kattan fazla değişmesidir - nefes aldığınızda, 120 metrekareden fazla, nefes verirken ise 40 metrekaredir.
Alveollerin alanı cilt alanından 50 kat daha fazladır.
Akciğer anatomisi
Geleneksel olarak akciğer 3 bölüme ayrılabilir: 1. Hava bölümü ( bronş ağacı) - havanın bir kanal sistemi gibi alveollere ulaştığı yer.
2. Gaz değişiminin gerçekleştiği bölüm alveoler sistemdir.
3. Akciğerin dolaşım sistemi özel ilgiyi hak ediyor.
Akciğerin yapısının daha ayrıntılı bir çalışması için sunulan sistemlerin her birini ayrı ayrı ele alacağız.
Bronş ağacı - hava sistemi gibi
Görsel olarak oluklu tüplere benzeyen bronşların dalları ile temsil edilir. Dallanırken bronş ağacı Bronşların lümeni daralır, ancak sayıları giderek artar. Bronşların bronşiyol adı verilen terminal dallarının lümeni 1 milimetreden küçüktür, ancak sayıları birkaç bindir.Bronş duvarının yapısı
Bronşların duvarı 3 katmandan oluşur:1. İç katman – sümüksü. Sütunlu siliyer epitel ile kaplıdır. Bu mukoza tabakasının bir özelliği, yüzeyde mukusun tek yönlü hareketini yaratan ve toz parçacıklarının veya diğer mikroskobik parçacıkların dış ortama mekanik olarak uzaklaştırılmasına katkıda bulunan yüzeyde siliyer kılların bulunmasıdır. Mukozal yüzey her zaman nemlidir ve antikorlar ve bağışıklık hücreleri içerir.
2. Orta kabuk – kas-kıkırdaklı. Bu kabuk mekanik bir çerçeve görevi görür. Kıkırdaklı halkalar oluklu bir hortumun görünümünü yaratır. Bronşların kıkırdak dokusu, akciğerlerdeki hava basıncındaki değişiklikler sırasında bronş lümeninin çökmesini önler. Ayrıca esnek bağ dokusuyla birbirine bağlanan kıkırdak halkalar bronş ağacının hareketliliğini ve esnekliğini sağlar. Bronşların çapı azaldıkça orta tabakada kas bileşeni baskın olmaya başlar. Düz kas dokusunun yardımıyla akciğerler hava akışını düzenleyebilir ve enfeksiyon ve yabancı cisimlerin yayılmasını sınırlayabilir.
3. Dış kabuk – Adventisya. Bu membran bronş ağacı ile çevredeki organ ve dokular arasında mekanik bir bağlantı sağlar. Kollajenden oluşur bağ dokusu.
Bronşların dallanması, devrilmiş bir ağacın görünümünü çok andırıyor. Dolayısıyla adı - bronş ağacı. Bronş ağacının hava yollarının başlangıcına trakeanın lümeni denilebilir. Alt kısmındaki trakea, hava akışını her birinin kendi akciğerine yönlendiren iki ana bronşa ayrılır ( sağ ve sol). Akciğerin içinde dallanma lober bronşlara kadar devam eder ( Sol akciğerde 3 ve sağda 2), segmental vb. Bronş ağacının hava yolu sistemi, akciğerin solunum kısmına yol açan terminal bronşiyollerde sona erer ( Akciğerlerde kan ile hava arasında gaz alışverişi gerçekleşir.).
Akciğerin solunum kısmı
Akciğerin hava yolu sisteminin dallanması bronşiyollerin seviyesine ulaşır. Çapı 1 mm'yi geçmeyen her bronşiyol, 13-16 solunum bronşiyollerine yol açar ve bu da alveollerle biten solunum yollarına yol açar ( üzüm şeklindeki keseler), ana gaz değişiminin gerçekleştiği yer.Pulmoner alveollerin yapısı
Pulmoner alveol bir salkım üzüme benzer. Solunum bronşiyolleri, solunum yolları ve hava keselerinden oluşur. Alveollerin iç yüzeyi, kılcal damarların endoteli ile yakından bağlantılı olan ve alveolleri bir ağ gibi saran tek katmanlı skuamöz epitel ile kaplıdır. Akciğer ve dolaşım sistemleri arasında aktif gaz değişiminin mümkün olması, alveollerin lümeninin kılcal damar lümeninden çok ince bir tabaka ile ayrılmasından kaynaklanmaktadır. Alveollerin iç yüzeyi özel bir tabaka ile kaplıdır. organik madde – yüzey aktif madde.
Bu madde nefes verme sırasında alveollerin çökmesini önleyen organik bileşenler içerir; koruyucu işlevler sağlayan antikorları ve bağışıklık hücrelerini içerir. Yüzey aktif madde ayrıca kanın alveollerin lümenine nüfuz etmesini de önler.
Akciğerin göğüsteki yeri
Akciğer, yalnızca ana bronşlarla birleşim noktasında çevre dokulara mekanik olarak sabitlenir. Yüzeyinin geri kalanının çevredeki organlarla hiçbir mekanik bağlantısı yoktur.
Peki akciğer nefes alırken nasıl genişler?
Gerçek şu ki akciğer, göğsün adı verilen özel bir boşluğunda yer almaktadır. plevra. Bu boşluk tek bir mukoza dokusu tabakasıyla kaplıdır. plevra. Aynı doku akciğerin dış yüzeyini de kaplar. Bu mukozalar birbirleriyle temas ederek kayma olasılığını korur. Salgılanan kayganlaştırıcı sayesinde nefes alma ve verme sırasında akciğerin dış yüzeyinin göğüs ve diyaframın iç yüzeyi boyunca kayması mümkündür.
Nefes alma eyleminde rol oynayan kaslar
Aslında nefes alma ve verme oldukça karmaşık ve çok seviyeli bir süreçtir. Bunu dikkate almak için, dış solunum sürecinde yer alan kas-iskelet sistemine aşina olmak gerekir.Dış solunumda görev alan kaslar
Diyafram
- Bu, kosta kemerinin kenarı boyunca trambolin gibi uzanan düz bir kastır. Diyafram göğüs boşluğunu karın boşluğundan ayırır. Diyaframın ana işlevi aktif nefes almaktır.
Kaburgalararası kaslar
– bitişik kaburgaların üst ve alt kenarlarının bağlandığı birkaç kas tabakası ile temsil edilir. Kural olarak, bu kaslar derin nefes alma ve uzun ekshalasyonda rol oynar.
Solunum mekaniği
Teneffüs ederken, hava yollarına aktif hava enjeksiyonuna yol açan bir dizi eşzamanlı hareket meydana gelir. Diyafram kasıldıkça düzleşir. Plevra boşluğunda vakum nedeniyle negatif basınç oluşur. Plevral boşluktaki negatif basınç, itaatkar bir şekilde genişleyen, solunum ve solunum yollarında negatif basınç oluşturan akciğer dokularına iletilir. Sonuç olarak, atmosferik hava, düşük basınçlı bir alana - akciğerlere doğru akar. Hava yollarından geçen temiz hava, akciğer havasının kalan kısmıyla karışır ( Ekshalasyondan sonra alveollerin ve solunum yollarının lümeninde kalan hava). Sonuç olarak alveollerin havasındaki oksijen konsantrasyonu artar ve karbondioksit konsantrasyonu azalır.
Derin nefes aldığınızda eğik interkostal kasların bir kısmı gevşer ve kasların dik bir kısmı kasılır, bu da interkostal mesafeleri artırarak göğüs hacmini artırır. Böylece solunan havanın hacmini %20 - 30 oranında artırmak mümkün hale gelir.
Ekshalasyon çoğunlukla pasif bir süreçtir. Sakin bir nefes verme herhangi bir kasın gerilmesini gerektirmez; yalnızca diyaframın gevşemesi gerekir. Akciğer, esnekliği ve esnekliği nedeniyle havanın büyük kısmını kendisi değiştirir. Sadece zorla nefes verme ile karın kasları ve interkostal kaslar gerilebilir. Örneğin hapşırırken veya öksürürken karın kasları kasılır, karın içi basıncı artar ve bu basınç diyafram yoluyla akciğer dokusuna iletilir. İnterkostal kasların belirli bir kısmı kasıldığında interkostal boşluklarda azalmaya neden olur, bu da göğüs hacmini azaltır ve ekshalasyonun artmasına neden olur.
Akciğerin dolaşım sistemi
Pulmoner damarlar, kanın pulmoner gövdeye girdiği kalbin sağ ventrikülünden kaynaklanır. Kanı ilgili akciğerlerin sağ ve sol pulmoner arterlerine dağıtır. Akciğer dokularında damarlar bronşlara paralel olarak dallanır. Ayrıca arterler ve damarlar bronşlara paralel olarak çok yakın bir şekilde uzanır. Akciğerin solunum kısmı seviyesinde, arteriyoller, alveolleri yoğun bir damar ağıyla saran kılcal damarlara ayrılır. Bu ağda aktif gaz değişimi gerçekleşir. Kanın akciğerin solunum kısmı seviyesinde geçmesi sonucu kırmızı kan hücreleri oksijenle zenginleşir. Alveolar yapıları terk eden kan, hareketine devam eder, ancak kalbe doğru - sol bölümlerine doğru.Akciğerlerde gaz değişimi nasıl gerçekleşir?
Solunum sırasında alınan havanın kısmı alveol boşluğunun gaz bileşimini değiştirir. Oksijen seviyeleri artar, karbondioksit seviyeleri azalır. Alveoller, kırmızı kan hücrelerini yavaş bir hızda içlerinden geçirerek aktif gaz değişimine katkıda bulunan kılcal damarlar gibi oldukça yoğun bir küçük damar ağıyla sarılmıştır. Hemoglobin yüklü kırmızı kan hücreleri alveollerin kılcal damar ağından geçerek hemoglobine oksijen katar.
Aynı zamanda karbondioksit kandan uzaklaştırılır - kanı terk eder ve solunum yollarının boşluğuna geçer. Kırmızı kan hücrelerinde gaz değişim sürecinin moleküler düzeyde nasıl gerçekleştiği hakkında daha fazla bilgiyi şu makalede bulabilirsiniz: “Kırmızı kan hücreleri - nasıl çalışırlar? "
Solunum sırasında akciğerler aracılığıyla atmosferik hava ile kan arasında sürekli gaz alışverişi meydana gelir. Akciğerlerin görevi vücuda gerekli miktarda oksijen sağlamak, aynı zamanda vücut dokularında oluşan ve kan yoluyla akciğerlere taşınan karbondioksiti uzaklaştırmaktır.
Solunum süreci nasıl kontrol edilir?
Nefes almak yarı otomatik bir süreçtir. Nefesimizi belli bir süre tutabiliyor veya istemli olarak nefesimizi hızlandırabiliyoruz. Ancak gün içerisinde nefes almanın sıklığı ve derinliği esas olarak merkezi sistem tarafından otomatik olarak belirlenir. gergin sistem. Medulla oblongata seviyesinde kandaki karbondioksit konsantrasyonuna bağlı olarak solunum sıklığını ve derinliğini düzenleyen özel merkezler vardır. Beyindeki bu merkez, sinir gövdeleri aracılığıyla diyaframa bağlanır ve nefes alma sırasında diyaframın ritmik olarak kasılmasını sağlar. Solunum kontrol merkezi veya bu merkezi diyaframa bağlayan sinirler hasar görmüşse dış solunumun sürdürülmesi ancak yapay havalandırma yardımıyla mümkündür.Aslında akciğerlerin daha pek çok işlevi vardır: Kanın asit-baz dengesini korumak (kan pH'ını 7,35-7,47 arasında tutmak), bağışıklık sistemini korumak, kanı mikrotrombilerden arındırmak, kan pıhtılaşmasını düzenlemek, toksik uçucu maddeleri uzaklaştırmak. Ancak bu makalenin amacı, dış solunuma yol açan ana mekanizmalar olan akciğerin solunum fonksiyonunu vurgulamaktı.
Gaz değişimi hemen hemen tüm organizmalar için gereklidir; onsuz normal metabolizma ve enerji ve dolayısıyla yaşamın kendisi imkansızdır.
Dokulara giren oksijen, karbonhidratların, yağların ve proteinlerin uzun bir kimyasal dönüşüm zincirinden kaynaklanan ürünleri oksitlemek için kullanılır. Bu durumda CO2, su, nitrojen bileşikleri oluşur ve vücut ısısını korumak ve iş yapmak için kullanılan enerji açığa çıkar. Vücutta oluşan ve sonuçta vücuttan salınan CO2 miktarı yalnızca tüketilen O2 miktarına değil, aynı zamanda ağırlıklı olarak oksitlenen şeye de bağlıdır: karbonhidratlar, yağlar veya proteinler. Vücuttan atılan CO2'nin aynı anda emilen O2'ye oranına solunum katsayısı denir; bu, yağların oksidasyonu için yaklaşık 0,7, proteinlerin oksidasyonu için 0,8 ve karbonhidratların oksidasyonu için 1,0'dır. Tüketilen 1 litre O2 (oksijenin kalorik eşdeğeri) başına açığa çıkan enerji miktarı, karbonhidratların oksidasyonu sırasında 20,9 kJ (5 kcal) ve yağların oksidasyonu sırasında 19,7 kJ'dir (4,7 kcal). Birim zaman başına O 2 tüketimi ve solunum katsayısına dayanarak vücutta salınan enerji miktarı hesaplanabilir.
Poikilotermik hayvanlarda (soğukkanlı hayvanlar) gaz değişimi (ve dolayısıyla enerji tüketimi) vücut sıcaklığının düşmesiyle azalır. Aynı bağımlılık, termoregülasyon kapatıldığında (doğal veya yapay hipotermi koşulları altında) homeotermik hayvanlarda (sıcakkanlı) da bulundu; Vücut ısısı yükseldiğinde (aşırı ısınma, bazı hastalıklar) gaz değişimi artar.
Ortam sıcaklığı düştüğünde, sıcakkanlı hayvanlarda (özellikle küçük hayvanlarda) ısı üretiminin artması sonucu gaz alışverişi artar. Ayrıca, özellikle protein açısından zengin olan yiyecekleri (yiyeceğin spesifik dinamik etkisi olarak adlandırılan) yedikten sonra da artar. Gaz değişimi en büyük değerlerine ulaşır kas aktivitesi. İnsanlarda orta güçte çalışırken 3-6 dakika sonra artar. Başladıktan sonra belli bir seviyeye ulaşır ve tüm çalışma süresi boyunca bu seviyede kalır. Yüksek güçte çalışırken gaz değişimi sürekli artar; Belirli bir kişi için maksimum seviyeye ulaştıktan hemen sonra (maksimum aerobik çalışma), vücudun O2 ihtiyacı bu seviyeyi aştığı için iş durdurulmalıdır. İşten sonraki ilk seferde, oksijen borcunu karşılamak, yani çalışma sırasında oluşan metabolik ürünleri oksitlemek için kullanılan artan O2 tüketimi kalır. O2 tüketimi 200–300 ml/dk'dan artabilir. dinlenme sırasında çalışma sırasında 2000-3000'e kadar ve iyi eğitimli sporcularda - 5000 ml / dakikaya kadar. Buna bağlı olarak CO 2 emisyonları ve enerji tüketimi artıyor; Aynı zamanda metabolizma, asit-baz dengesi ve pulmoner ventilasyondaki değişikliklerle ilişkili olarak solunum katsayısında değişiklikler meydana gelir.
Farklı meslek ve yaşam tarzlarına sahip kişilerin gaz değişimi tanımlarına dayanarak günlük toplam enerji harcamasının hesaplanması beslenmenin rasyonelleştirilmesi açısından önemlidir. Standart fiziksel çalışma sırasında gaz değişimindeki değişikliklere ilişkin çalışmalar, iş ve spor fizyolojisinde, klinikte gaz değişiminde yer alan sistemlerin işlevsel durumunu değerlendirmek için kullanılmaktadır.
Ortamdaki O2'nin kısmi basıncındaki önemli değişiklikler, solunum sisteminin işleyişindeki bozukluklar vb. ile gaz değişiminin karşılaştırmalı sabitliği, gaz değişiminde yer alan sistemlerin uyarlanabilir (telafi edici) reaksiyonları ile sağlanır ve tarafından düzenlenir. gergin sistem.
İnsanlarda ve hayvanlarda gaz değişimi genellikle tam dinlenme koşulları altında, aç karnına, rahat bir ortam sıcaklığında (18-22 °C) incelenir. Tüketilen O2 miktarı ve açığa çıkan enerji bazal metabolizmayı karakterize eder. Araştırma için açık veya kapalı sistem prensibine dayalı yöntemler kullanılır. İlk durumda, solunan havanın miktarı ve bileşimi belirlenir (kimyasal veya fiziksel gaz analizörleri kullanılarak), bu da tüketilen O2 ve salınan CO2 miktarlarının hesaplanmasını mümkün kılar. İkinci durumda, solunum, salınan CO2'nin emildiği kapalı bir sistemde (kapalı bir oda veya solunum yoluna bağlı bir spirograftan) meydana gelir ve sistemden tüketilen O2 miktarı ya ölçülerek belirlenir. sisteme otomatik olarak eşit miktarda O 2 girerek veya sistemin hacmini azaltarak.
İnsanlarda gaz değişimi akciğerlerin alveollerinde ve vücut dokularında meydana gelir.
Edebiyat
- Ginetsinsky A.G., Lebedinsky A.V., Normal Fizyoloji Kursu, M., 1956
- İnsan Fizyolojisi, M., 1966, s. 134-56
- Berkovich E. M., Normal ve patolojik koşullarda enerji metabolizması, M., 1964
- Prosser L., Brown F., Hayvanların karşılaştırmalı fizyolojisi, çev. İngilizce'den, M., 1967, s. 186–237.
Wikimedia Vakfı. 2010.
Eş anlamlı:Diğer sözlüklerde “Gaz değişimi” nin ne olduğunu görün:
Gaz takası... Yazım sözlüğü-referans kitabı
GAZ DEĞİŞİMİ, biyolojide, canlı organizmalarda gazın, özellikle oksijen ve karbondioksitin emilmesi ve salınması. Hayvanlarda ve diğer organizmalarda, gıdanın parçalanmasından enerji elde eden kimyasal bir reaksiyona denir. Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük
Vücut ve çevre arasındaki gaz alışverişi süreçlerinin kümesi; O2'nin vücut tarafından tüketilmesinden, CO2'nin salınmasından ve çok az miktarda gaz halindeki maddelerin ve su buharının eklenmesinden oluşur. Biyol. G.'nin anlamı doğrudan onun tarafından belirlenir. değişime katılıyor... Biyolojik ansiklopedik sözlük
GAZ TAKASI- Solunum, fotosentez vb. Sırasında vücut ile çevre arasında sürekli gaz alışverişi (O2, CO2, N, vb.) süreci. Hayvanlarda, gaz değişimi vücudun tüm yüzeyinde veya özel organlar (akciğerler) aracılığıyla gerçekleşir. , solungaçlar, vb.), bitkilerde … … yoluyla Ekolojik sözlük
GAZ DEĞİŞİMİ, gaz değişimi, birçok. koca yok (ilmi). Vücut oksijeni emer ve solunum yoluyla karbondioksiti serbest bırakır. Ushakov'un açıklayıcı sözlüğü. D.N. Ushakov. 1935 1940… Ushakov'un Açıklayıcı Sözlüğü
Mevcut, eşanlamlıların sayısı: 1 değişim (55) Eşanlamlılar sözlüğü ASIS. V.N. Trishin. 2013… Eşanlamlılar sözlüğü
GAZ TAKASI- GAZ DEĞİŞİMİ, yani ana yaşam süreçlerinden biri olan insan veya hayvan vücudu ile dış çevre arasındaki gaz değişimi, dışarıdan oksijenin emilmesinden ve karbonik asit ve su buharının salınmasından oluşur (aynı zamanda) gazlar,... ...) dış ortama Büyük Tıp Ansiklopedisi
gaz takası- - Biyoteknoloji konuları EN gaz değişimi ... Teknik Çevirmen Kılavuzu
GAZ TAKASI- l'nin emilimi. havadaki oksijen ve çevreye salınan karbondioksit. Pulmoner ve kutanöz G vardır. İkincisi toplamın% 1-2'sini oluşturur. Dinlenirken l. Dakikada 40-80 litre havayı solur ve yaklaşık 250 metreküp tüketir. 1 kg ağırlık başına cm oksijen... At yetiştirme rehberi
I Gaz değişimi, vücut ile çevre arasındaki bir dizi gaz değişim sürecidir; oksijenin tüketilmesi ve az miktarda gaz halindeki ürünler ve su buharı ile karbondioksitin açığa çıkmasından oluşur. G'nin yoğunluğu.... ... Tıp ansiklopedisi
Kitabın
- Spor yapan bir kişinin nefes alması ve kas aktivitesi. İnsan fizyolojisi öğrencileri için bir rehber, Breslav Isaac Solomonovich, Volkov Nikolai Ivanovich, Tambovtseva Rita Viktorovna. Solunum fizyolojisine ilişkin bu kılavuz okuyucuların dikkatine sunulmaktadır ve fizyolojik ve solunumla ilgili modern fikirlerin bir sentezini temsil etmektedir. biyokimyasal süreçler dokularda gaz değişimine neden olur...
Gaz değişimi nedir? Onsuz neredeyse hiçbir şey yapılamaz Yaşayan varlık. Akciğerlerde, dokularda ve kandaki gaz değişimi, hücrelere besin sağlanmasına yardımcı olur. Onun sayesinde enerji ve canlılık alıyoruz.
Gaz değişimi nedir?
Canlı organizmaların var olabilmesi için havaya ihtiyacı vardır. Ana payları oksijen ve nitrojen olan birçok gazın karışımıdır. Bu gazların her ikisi de organizmaların normal işleyişini sağlamak için gerekli bileşenlerdir.
Evrim sırasında, farklı türler bunları elde etmek için kendi adaptasyonlarını geliştirmiştir: bazılarının akciğerleri gelişmiştir, diğerlerinin solungaçları vardır ve diğerleri sadece deriyi kullanır. Bu organların yardımıyla gaz değişimi gerçekleşir.
Gaz değişimi nedir? Bu, dış çevre ile canlı hücreler arasındaki, oksijen ve karbondioksitin değiş tokuş edildiği bir etkileşim sürecidir. Nefes alma sırasında oksijen vücuda havayla birlikte girer. Tüm hücreleri ve dokuları doyurarak oksidatif reaksiyona katılarak diğer metabolik ürünlerle birlikte vücuttan atılan karbondioksite dönüşür.
Akciğerlerde gaz değişimi
Her gün 12 kilogramdan fazla havayı soluyoruz. Akciğerler bu konuda bize yardımcı olur. Tek bir derin nefeste 3 litreye kadar hava tutabilen en hacimli organlardır. Akciğerlerde gaz değişimi alveollerin (kan damarlarıyla iç içe geçmiş çok sayıda kabarcık) yardımıyla gerçekleşir.
Hava onlara trakea ve bronşlardan geçerek üst solunum yollarından girer. Alveollere bağlı kılcal damarlar havayı alır ve dolaşım sistemi boyunca dağıtır. Aynı zamanda nefesle birlikte vücudu terk eden alveollere karbondioksit salarlar.
Alveoller ve kan damarları arasındaki değişim sürecine iki taraflı difüzyon denir. Sadece birkaç saniye içinde gerçekleşir ve basınç farkından dolayı gerçekleştirilir. Oksijenle doymuş atmosferik hava daha fazla oksijene sahiptir, bu nedenle kılcal damarlara doğru koşar. Karbondioksitin basıncı daha az olduğundan alveollere itilir.
Dolaşım
Dolaşım sistemi olmasaydı akciğerlerde ve dokularda gaz değişimi mümkün olmazdı. Vücudumuza farklı uzunluk ve çaplarda birçok kan damarı nüfuz eder. Bunlar arterler, damarlar, kılcal damarlar, venüller vb. İle temsil edilir. Kan, damarlarda sürekli olarak dolaşarak gazların ve maddelerin değişimini kolaylaştırır.
Kandaki gaz değişimi iki dolaşım devresi aracılığıyla gerçekleşir. Nefes alırken hava geniş bir daire içinde hareket etmeye başlar. Kırmızı kan hücrelerinde bulunan hemoglobin adı verilen özel bir proteine bağlanarak kanda taşınır.
Hava, alveollerden kılcal damarlara, oradan da atardamarlara girerek doğrudan kalbe gider. Vücudumuzda güçlü bir pompa görevi görür. oksijenli dokulara ve hücrelere kan. Onlar da karbondioksitle dolu kanı serbest bırakarak venüller ve damarlar yoluyla kalbe geri gönderirler.
Sağ atriyumdan geçen venöz kan büyük bir daireyi tamamlar. Sağ ventrikülde başlar.Kan buradan pompalanır.Atardamarlar, arteriyoller ve kılcal damarlar boyunca hareket ederek döngüyü yeniden başlatmak için alveollerle hava alışverişinde bulunur.
Dokularda değişim
Yani akciğerlerle kan arasındaki gaz alışverişinin ne olduğunu biliyoruz. Her iki sistem de gazları taşır ve değiştirir. Ancak kilit rol kumaşlara aittir. Değişen ana süreçler kimyasal bileşim hava.
Hücreleri oksijenle doyurur, bu da içlerinde bir dizi redoks reaksiyonunu tetikler. Biyolojide bunlara Krebs döngüsü denir. Bunların uygulanması için yine kanla birlikte gelen enzimlere ihtiyaç vardır.
Süreçte, yağların, amino asitlerin ve glikozun oksidasyonu için ürünler olan sitrik, asetik ve diğer asitler oluşur. Bu, dokulardaki gaz değişimine eşlik eden en önemli aşamalardan biridir. Seyri sırasında vücudun tüm organ ve sistemlerinin çalışması için gerekli enerji açığa çıkar.
Reaksiyonu gerçekleştirmek için oksijen aktif olarak kullanılır. Yavaş yavaş oksitlenerek hücrelerden ve dokulardan kana, ardından akciğerlere ve atmosfere salınan karbondioksit - CO2'ye dönüşür.
Hayvanlarda gaz değişimi
Birçok hayvanın vücut yapısı ve organ sistemleri önemli ölçüde farklılık gösterir. Memeliler insanlara en çok benzeyen canlılardır. Planaryanlar gibi küçük hayvanların karmaşık metabolik sistemleri yoktur. Nefes almak için dış örtülerini kullanırlar.
Amfibiler nefes almak için derilerini, ağızlarını ve akciğerlerini kullanırlar. Suda yaşayan hayvanların çoğunda gaz değişimi solungaçlar kullanılarak gerçekleştirilir. Kılcal damarlara bağlı ince plakalardır ve sudaki oksijeni içlerine taşırlar.
Kırkayaklar, tahta bitleri, örümcekler ve böcekler gibi eklembacaklıların akciğerleri yoktur. Vücudunun tüm yüzeyinde, havayı doğrudan hücrelere yönlendiren trakealar vardır. Bu sistem, enerji oluşum sürecinin daha hızlı gerçekleşmesi nedeniyle nefes darlığı ve yorgunluk yaşamadan hızlı hareket etmelerini sağlar.
Bitkilerde gaz değişimi
Hayvanlardan farklı olarak bitki dokularındaki gaz değişimi hem oksijen hem de karbondioksit tüketimini içerir. Solunum sırasında oksijen tüketirler. Bitkilerde bunun için özel organlar bulunmadığından hava, vücudun her yerinden onlara girer.
Kural olarak, yapraklar en geniş alana sahiptir ve ana miktarda hava üzerlerine düşer. Oksijen, stoma adı verilen hücreler arasındaki küçük açıklıklardan girer ve hayvanlarda olduğu gibi karbondioksit şeklinde işlenir ve dışarı atılır.
Bitkilerin ayırt edici bir özelliği fotosentez yapma yetenekleridir. Böylece inorganik bileşenleri ışık ve enzimlerin yardımıyla organik bileşenlere dönüştürebilirler. Fotosentez sırasında karbondioksit emilir ve oksijen üretilir, dolayısıyla bitkiler hava zenginleştirme için gerçek "fabrikalardır".
Özellikler
Gaz değişimi herhangi bir canlı organizmanın en önemli işlevlerinden biridir. Nefes alma ve kan dolaşımı yoluyla gerçekleştirilir, enerjinin salınmasını ve metabolizmayı teşvik eder. Gaz değişiminin özelliği her zaman aynı şekilde ilerlememesidir.
Öncelikle nefes almadan imkansızdır, 4 dakika süreyle durdurulması beyin hücrelerinin işleyişinde bozulmalara neden olabilir. Bunun sonucunda vücut ölür. Gaz değişiminin bozulduğu birçok hastalık vardır. Dokular yeterince oksijen alamaz, bu da onların gelişimini ve fonksiyonlarını yavaşlatır.
Sağlıklı insanlarda da düzensiz gaz değişimi görülür. Artan kas çalışmasıyla önemli ölçüde artar. Sadece altı dakika içinde maksimum güce ulaşır ve ona sadık kalır. Ancak yük arttıkça oksijen miktarı artmaya başlayabilir ve bu da vücudun sağlığı üzerinde hoş olmayan bir etkiye sahip olacaktır.
Göğüs boşluğunun içinde yer alan iki süngerimsi organ, solunum yolu yoluyla dış çevre ile iletişim kurar ve çevre ile kanın gaz değişimini gerçekleştirerek tüm organizma için hayati bir işlevden sorumludur. Organın dış kısmı akciğerlerin plevral boşluğunu oluşturan iki tabakadan oluşan plevra ile kaplıdır.
Akciğerler göğüs boşluğunun çoğunu kaplayan iki hacimli, yarım koni biçimli organdır. Her akciğerin, pektoral ve göğüs kaslarını ayıran kas olan diyafram tarafından desteklenen bir tabanı vardır. karın boşluğu; akciğerlerin üst kısımları yuvarlaktır. Akciğerler derin yarıklarla loblara bölünmüştür. Sağ akciğerde iki, solda ise yalnızca bir yarık vardır.
Pulmoner asinus, akciğerlerin işlevsel bir birimidir; terminal bronşiyol tarafından havalandırılan, solunum bronşiyollerinin ortaya çıktığı ve ayrıca alveolar kanalları veya alveolar kanalları oluşturan küçük bir doku alanıdır. Her alveoler kanalın sonunda alveoller, havayla dolu ince duvarlı mikroskobik elastik toplar bulunur; Alveoller, gaz değişiminin gerçekleştiği alveoler fasikül veya keseyi oluşturur.
Alveollerin ince duvarları, onları destekleyen ve onları alveollerden ayıran bir doku tabakasıyla çevrelenmiş tek bir hücre tabakasından oluşur. Alveollerin yanı sıra akciğerlere giren kılcal kan damarlarını da ince bir zar ayırır. Kan kılcal damarlarının iç duvarı ile alveoller arasındaki mesafe milimetrenin binde 0,5'idir.
İnsan vücudunun çevre ile sürekli gaz alışverişine ihtiyacı vardır: bir yandan vücudun hücresel aktiviteyi sürdürmek için oksijene ihtiyacı vardır - hücrelerde metabolizmanın meydana gelmesi sayesinde "yakıt" olarak kullanılır; Öte yandan, birikmesi sarhoşluğa neden olabileceğinden, vücudun hücresel metabolizmanın sonucu olan karbondioksitten kurtulması gerekir. Vücudun hücreleri sürekli olarak oksijene ihtiyaç duyar; örneğin beyindeki sinirler, birkaç dakika boyunca bile oksijen olmadan var olamaz.
Oksijen (02) ve karbondioksit (CO2) molekülleri kanda dolaşarak onları vücutta taşıyan kırmızı kan hücrelerinin hemoglobinine katılır. Kırmızı kan hücreleri akciğerlere girdikten sonra karbondioksit moleküllerini bırakır ve difüzyon süreci yoluyla oksijen moleküllerini uzaklaştırır: oksijen hemoglobine bağlanır ve karbondioksit alveollerin içindeki kılcal damarlara girer ve kişi onu dışarı verir.
Oksijenle zenginleştirilmiş kan, akciğerlerden ayrılarak kalbe gider, kalp onu aorta atar ve ardından atardamarlar yoluyla çeşitli dokuların kılcal damarlarına ulaşır. Orada difüzyon süreci tekrar meydana gelir: oksijen kandan hücrelere geçer ve karbondioksit hücrelerden kana girer. Kan daha sonra oksijenle zenginleşmek üzere akciğerlere geri döner. Detaylı bilgi Gaz değişiminin fiziksel ve fizyolojik özellikleri hakkında “Gaz değişimi ve gaz taşınması” makalesinde bulunabilir.
