Кислород и углекислый газ перемещаются из области высокого давления в зону низкого давления, так как в организме поддерживается каскад парциального давления газов.
В атмосферном воздухе в обычных условиях давление – около 760ммрт.ст.(1атмосфера=760ммрт.ст.=101кРа).Воздух содержит 21 % О>2(кислорода), 78 % N>2(азота) и небольшое количество СО>2 (углекислого газа), Ar (аргона) и He (гелия). Давление, создаваемое этими газами, равно общему (атмосферному) давлению (760 мм рт. ст.). Парциальное давление О>2 в сухом воздухе (Р>IО>2) на уровне моря при атмосферном давлении 760ммрт.ст.равно160ммрт.ст. – (760⋅21/100=160).Воздух, продвигаясь по верхним дыхательным путям, нагревается и согревается, вальвеолярномвоздухеР>АО>2будетсоставлятьоколо 100 мм рт. ст. Его определение осуществляют по следующей формуле: Р>АО>2 == [(760 мм рт. ст. минус давление паров воды в альвеолах) ⋅(21 % минус процент поглощаемого в легких О>2)] = [(760 – 47) ⋅ (21 – 7)/100] = 100 мм рт. ст.
Парциальное давление (напряжение) кислорода в артериальной крови (РаО>2) – около 80 – 90 мм рт. ст., в венах (Р>VO>2)=40мм рт.ст., авмитохондрияхклетокснижаетсядо3ммрт.ст.Послеоксигенации в легких кровь поступает по легочным венам в левые отделы сердца и далее в ткани организма.
Постепенно снижается и напряжение СО>2 от митохондрий до атмосферы. Кровь из тканей возвращается в правые отделы сердца, она имеет Р>VCO>2 = 45 мм рт. ст. Кровь идет к легким по легочным артериям к легочным капиллярам, где происходит отдача СО>2 через альвеолы в атмосферу (Р>АСО>2 = 34 – 44 мм рт. ст., а Р>IСО>2 – практически равно 0).
Таким образом, сущность дыхания – это обеспечение доставки к клеткам организма кислорода и выведение их них СО>2. При этом вследствие окисления органических веществ освобождается энергия, необходимая для всех видов жизнедеятельности.
Система дыхания – одна из важнейших функциональных систем организма, поддерживающая оптимальные величины парциального давления O>2 и СО>2, а также рН в крови и тканях.
Эффективный газообмен в организме возможен при интеграции и координации функций различных подсистем (этапов) системы дыхания (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Схема газообмена в организме
Система дыхания включает в себя следующие подсистемы (схема):
1) внешнее дыхание, обеспечивающее газообмен в легких, а также через кожу и слизистые оболочки дыхательной функцией легких, кожи и слизистых оболочек;
2) транспорт газов кровью, осуществляемый дыхательной функцией сердечно-сосудистой системы и крови;
3) внутреннее, тканевое дыхание (ферментативный процесс биологического окисления в клетках), обеспечивающее газообмен в тканях.
Все эти подсистемы работают во взаимосвязи благодаря нейрогуморальной регуляции (дыхательный центр находится в ретикулярной формации головного мозга).
Основные механизмы газообмена в легких, транспорта газов кровью и газообмена в тканях, показатели, характеризующие их
Газообмен в легких («легочное дыхание») обеспечивается: 1) легкими с дыхательными путями и капиллярным кровотоком, 2) грудной клеткой с дыхательными мышцами и 3) аппаратом управления. С помощью легочного дыхания осуществляется обмен О>2 иСО>2 между атмосферным воздухом и артериальной кровью. Газообменная функция легких – одна из важнейших.
Газообмен в легких обеспечивается тремя механизмами: вентиляцией альвеол, диффузией газов через альвеолокапиллярную мембрану и кровотоком в легочных капиллярах.
Вентиляция легких происходит благодаря работе дыхательных мышц (диафрагмы, межреберных и др.) и изменению объема легких с продвижением по воздухоносным путям дыхательного газа: на вдохе от атмосферы до альвеол и обратно на выдохе. Воздухоносные пути (ВП) подразделяют на