Кислород углекислый газ: УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ ИКАРБОКСОТЕРАПИЯ | МОРШИНКУРОРТ

alexxlab | 06.09.1974 | 0 | Разное

Содержание

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ ИКАРБОКСОТЕРАПИЯ | МОРШИНКУРОРТ

ЛЕЧЕНИЕ

УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ

Ванна «сухая» углекислая

Это лечебная процедура, при которой на пациента оказывает влияние углекислый газ СО2 (диоксид углерода) для медицинских целей, который подают в специальный полиэтиленовый мешок. «Сухой» такая ванна называется потому, что процедура проводится без участия воды. Эта ванна, в отличие от водных ванн, имеет более мягкое воздействие, поскольку в ней исключается гидростатическое и температурную нагрузку воды на организм пациента. Преимущество данной ванны еще и в том, что она практически не имеет побочных эффектов и его можно назначать пожилым людям и лицам с ослабленным здоровьем.

Действие. В человеческом теле обмен кислорода и углекислого газа между тканями происходит по принципу бартера. Здоровый организм отдает из своих тканей углекислый газ и получает кислород. Если же из-за различных заболеваний в тканях недостаточно углекислого газа, то и кислород не может быть усвоен в должном объеме. Это приводит к развитию гипоксии и ухудшения общего состояния. Под действием углекислого газа повышается скорость доставки кислорода, активных компонентов крови к органам и ускорения процессов удаления побочных продуктов обмена веществ. Углекислый газ СО2 вызывает расширение капиллярных, артериальных и венозных сосудов, даже тех, которые постоянно находятся в спазмированная состоянии. Это способствует снижению давления крови и перемещению крови под кожу с других частей тела. Также СО2 виклика¬е сдвиги в гемодинамике: усиливает систолу, по¬довжуе диастолу, замедляет сердечный ритм, увеличивает скорость кровотока и количество циркулюю¬чои крови, нормализует артериальное давление. Под действием углекислого газа снижается рН крови (проходит ощелачивания крови). Благодаря этим процедурам дыхания пациента становится более редким и глубоким. Углекислый газ стимулирует дифференциацию клеток костного мозга, приводит к активизации гемопоэза и клеточного иммуногенеза, активирует факторы противосвертывающей системы крови. Также СО2 активирует репаративной регенерации тканей в очаге воспаления, стимулирует функцию эндокринных желез, в том числе половых.

Лечебные эффекты: гипотензивные, кардиотонические, метаболические, репаративные-регенеративные, тренировочные, тонизирующие, антиспастические, противовоспалительные, десенсибилизирующие, обезболивающие, противоотечные, седативные.

Показания для назначения:
1.Заболевания сердечно-сосудистой системы — ИБС, стенокардия ФК I-II без нарушений сердечного ритма, гипертоническая болезнь I ст. без осложнений, нейроциркуляторная дистония, постинфарктный (1-3 мес.) кардиосклероз, облитерирующие заболевания периферических артерий.
2.Заболевания органов пищеварения — функциональная диспепсия, язвенная болезнь, дисфункция желчевыводящих путей.
3.Болезни центральной нервной системы — функциональные расстройства (неврастения, сексуальный невроз, вегетативный невроз), бессонница, церебральный атеросклероз, мигрень.
4.Хронични воспалительные заболевания женских половых органов (аднексит, сальпингоофорит), климакс.
5.Ендокринни заболевания — сахарный диабет компенсирован легкого протекания, ожирение I в., Подагра в стадии ремиссии.
6.Хворобы кожи — псориаз, экзема, дерматиты, алопеция, незаживающие раны и язвы, профилактика целлюлита.
7.Захворювання органов дыхания — хронический бронхит, эмфизема легких, пневмосклероз, бронхиальная астма в стадии ремиссии.
8.Варикозне расширение вен нижних конечностей.

9.Лимфостаз.
10.Реабилитация после получения травмы.
11.Пидвищення работоспособности организма, нормализация иммунитета, профилактика старения.

Техника отпуска процедур. Пациент раздевается до нижнего белья и ложится на кушетку. Медицинская сестра надевает на него специальный полиэтиленовый мешок, который фиксирует в области талии или шеи специальным уплотнителем. Через сопло аппарата медицинская сестра подает в мешок углекислый газ СО2 температуры 360С (в течение нескольких минут). По истечении времени продолжительности процедуры углекислый газ отстраняется от мешка с помощью вытяжки. Медицинская сестра снимает фиксатор, освобождает пациента от мешка. Во время приема процедуры пациент может вспотеть, в таком случае он вытирается полотенцем и одевается.

Назначают «Сухие» углекислые ванны или полуванны при температуре углекислого газа 36-370 С; продолжительностью процедуры: первая — 15 мин., затем каждой процедуры время увеличивается на 5 мин. до 30 мин., все остальные по 30 мин .; при ежедневном приеме: первая — 5 мин., затем каждой процедуры время увеличивается на 5 мин. до 15 мин., все остальные по 15 мин .; ежедневно, через день, 2 дня подряд с днем перерыва; на курс лечения 10-12 процедур, с профилактической целью — 5-6 процедур.

Инъекции углекислого газа СО2
или пневмопунктура, или карбокситерапия

Лечебное применение подкожных инъекций углекислого газа СО2. Пневмопунктура является рефлекторным методом и основными зонами воздействия являются гипералгични зоны Захарьина-Геда, триггерные точки (ТrРs), миофибралгични зоны, точки акупунктуры.

Действие. Когда человеку вводится углекислый газ, он очень быстро впитывается, поэтому эффект проявляется сразу. Процедура прекрасно устраняет застойные явления, связанные с нарушением крово- и лимфотока, усиливает обмен веществ, повышает умственную работоспособность, снижает возбудимость нервной системы, стимулирует моторику органов желудочно-кишечного тракта. Под влиянием углекислого газа расширяются кровеносные сосуды, насыщаются кислородом ткани, ослабляется болевой синдром, устраняются функциональные изменения опорно-двигательного аппарата. При введении СО2 под кожу происходит искусственное усиление так называемого кислородного голодания. Доказано, что при стимуляции углекислым газом повышается концентрация кислорода в тканях более чем в 3 раза. Этот метод активно применяют в лечении псориаза. Углекислый газ поглощается в течение 5-10 минут и выводится из организма с помощью легких и почек, но лечебный эффект сохраняется до 20 дней.

Для достижения максимального эффекта от каброкситерапии необходимо несколько сеансов. Их количество и график процедур определяет врач. При лечении эффект наступает чаще всего в период от одного до трех недель, а продолжается от нескольких месяцев до года.
Метод каброкситерапиы не влечет к осложнениям. Есть перечень противопоказаний, но он невелик.

Показания к применению:
1. Болезни сердечно-сосудистой системы — гипертоническая болезнь I-II ст., Ишемическая болезнь сердца со стабильным течением, вегетососудистая дистония.
2. Болезни желудочно-кишечного тракта — язвенная болезнь, гепатиты, холециститы, панкреатиты, энтероколит вне стадии обострения.
3. Заболевания опорно-двигательного аппарата — артрит, артроз, боль в суставах и мышцах; остеохондроз позвоночника, включая стадии протрузии и грыжи дисков; миалгии, миозиты, растяжения связочного аппарата.
4. Болезни периферической нервной системы — вазоневрозы, головная боль, в частности мигрень нарушение сна, его качества и продолжительности; невриты, радикулит болезнь Меньера.

5. Болезни сосудов — синдром или болезнь Рейно; диабетическая ангиопатия; облитерирующий атеросклероз.
6. Хронические заболевания мочеполовой системы — пиелонефрит; воспалительные заболевания матки и ее придатков; простатит, эректильная дисфункция.
7. Хронические заболевания ЛОР-органов — гайморит, ринит.
8. Болезни кожи — псориаз, алопеция, рубцы после акне.
9. Ишемическая болезнь нижних конечностей; лимфатические отеки.
10. Лечение послеоперационных контрактур, келоидных рубцов.

Методика отпуска процедур.Манипуляцию проводят, в зависимости от участка влияния, в положении лежа на спине или на животе. Пациент освобождает от одежды область воздействия, врач проводит дезинфекцию кожи 700 этиловым спиртом в зоне введения углекислого газа. Газ вводят подкожно с помощью тонкой инъекционной иглы. При введении углекислого газа в жировую ткань или в мышцу у пациента может возникать боль. Во время процедуры может возникнуть ощущение давления или покалывание в зоне введения, дискомфорт продолжается до 5 минут. Возможно появление легкой припухлости и покраснение, подкожная крепитация (характерное потрескивание) в месте введения. В 2% случаев остается небольших размеров кровоизлияние в месте инъекции. Сеанс длится от 15 до 30 минут.

Меры предосторожности:
— в течение 6 часов после процедуры не смачивать зону укола;
— не стоит в этот день посещать сауну, принимать горячие ванны, употреблять алкоголь, переохлаждаться.

Назначают инъекции углекислого газа СО2 подкожно местно или рефлекторно-сегментарное; доза углекислого газа за одну процедуру до 200 мл, разовая доза составляет 25-50 мл в одной инъекции; за одну процедуру в среднем влияют на 6-10 точек; ежедневно или через день на курс лечения 5-10 процедур; повторный курс через 3 мес.

Углекислый газ помогает рыбам пережить нехватку кислорода

https://ria.ru/20191022/1560079332.html

Углекислый газ помогает рыбам пережить нехватку кислорода

Углекислый газ помогает рыбам пережить нехватку кислорода - РИА Новости, 22.10.2019

Углекислый газ помогает рыбам пережить нехватку кислорода

РИА Новости, 22.10.2019

2019-10-22T17:22

2019-10-22T17:22

2019-10-22T17:36

наука

великобритания

эксетерский университет

земля - риа наука

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn21.img.ria.ru/images/156007/58/1560075807_206:0:602:223_1920x0_80_0_0_171d628b424c658da8966b2ec46b0f42.jpg

МОСКВА, 22 окт — РИА Новости. Новое исследование показывает, что при высоких содержаниях СО2 европейский сибас легче переживает нехватку кислорода. Это связано с изменением химического состава крови рыбы. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.Глобальные климатические изменения приводят к тому, что содержание кислорода в морской воде снижается, а содержание углекислого газа растет. В связи с этим ученые и экологические активисты постоянно высказывают опасения по поводу будущего морских биосистем.Исследователи из Эксетерского университета совместно с Центром наук об окружающей среде, рыбном хозяйстве и аквакультуре Великобритании изучали, как европейский сибас (Dicentrarchus labrax), ценная промысловая рыба, приспосабливается к гипоксии — дефициту кислорода в окружающей среде. Поместив рыб в аквариум с дефицитом кислорода, ученые наблюдали, какие изменения в крови рыб будут происходить при повышении содержания в воде углекислого газа и как изменится критический уровень кислорода — пороговое значение поддержания нормального метаболизма. Оказалось, что повышение CO2 в низкокислородной среде делает морского окуня на 20 процентов более устойчивым к гипоксии по сравнению с условиями, когда содержания CO2 оставалось постоянным. При росте концентрации CO2 меняется химический состав крови рыбы. Это улучшает способность гемоглобина эритроцитов связывать кислород и доставлять его к тканям организма.Авторы, однако, предостерегают от скоропалительных выводов относительно безопасности снижения содержания кислорода в водах Мирового океана. Во-первых, повышение толерантности к гипоксии в присутствии CO2 пока зафиксировано только у одного вида рыб. Во-вторых, в прогнозах необходимо учитывать еще один важный параметр глобальных климатических изменений — рост температур. Известно, что в теплых водах рыбам требуется больше кислорода для дыхания.

https://ria.ru/20160923/1477726956.html

https://ria.ru/20191002/1559346266.html

великобритания

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/156007/58/1560075807_214:0:511:223_1920x0_80_0_0_909329d2081f0db4f73da3ab8571de8a.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

великобритания, эксетерский университет, земля - риа наука

МОСКВА, 22 окт — РИА Новости. Новое исследование показывает, что при высоких содержаниях СО
2
европейский сибас легче переживает нехватку кислорода. Это связано с изменением химического состава крови рыбы. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Глобальные климатические изменения приводят к тому, что содержание кислорода в морской воде снижается, а содержание углекислого газа растет. В связи с этим ученые и экологические активисты постоянно высказывают опасения по поводу будущего морских биосистем.

Исследователи из Эксетерского университета совместно с Центром наук об окружающей среде, рыбном хозяйстве и аквакультуре Великобритании изучали, как европейский сибас (Dicentrarchus labrax), ценная промысловая рыба, приспосабливается к гипоксии — дефициту кислорода в окружающей среде.

Поместив рыб в аквариум с дефицитом кислорода, ученые наблюдали, какие изменения в крови рыб будут происходить при повышении содержания в воде углекислого газа и как изменится критический уровень кислорода — пороговое значение поддержания нормального метаболизма.

23 сентября 2016, 16:51НаукаУченые: уровень кислорода упал на 0,7% за последний миллион летГлубинные образцы льда из Гренландии рассказали ученым о том, что уровень кислорода в атмосфере Земли снизился почти на 1% за последние 800 тысяч лет, причины чего пока не до конца ясны.

Оказалось, что повышение CO2 в низкокислородной среде делает морского окуня на 20 процентов более устойчивым к гипоксии по сравнению с условиями, когда содержания CO2 оставалось постоянным. При росте концентрации CO2 меняется химический состав крови рыбы. Это улучшает способность гемоглобина эритроцитов связывать кислород и доставлять его к тканям организма.

"Стандартные методы, используемые для измерения реакции рыбы на гипоксию, обычно не учитывают связанное с этим повышение уровня CO2, которое в природе всегда происходит одновременно", — приводит слова ведущего автора Даниэля Монтгомери (Daniel W. Montgomery) пресс-служба Эксетерского университета. — "Наши результаты показывают, что CO2 может играть ключевую роль в способности рыб переносить гипоксические явления, позволяя их крови эффективнее поглощать кислород при более низких уровнях содержания кислорода в окружающей среде".

Авторы, однако, предостерегают от скоропалительных выводов относительно безопасности снижения содержания кислорода в водах Мирового океана. Во-первых, повышение толерантности к гипоксии в присутствии CO2 пока зафиксировано только у одного вида рыб. Во-вторых, в прогнозах необходимо учитывать еще один важный параметр глобальных климатических изменений — рост температур. Известно, что в теплых водах рыбам требуется больше кислорода для дыхания.

"Это исследование жизненно важно для понимания того, как разные виды рыб смогут адаптироваться и реагировать в ответ на изменения окружающей среды", — говорит один из соавторов исследования доктор Сильвана Бирченаф (Silvana Birchenough) из Центра наук об окружающей среде, рыбном хозяйстве и аквакультуре. — "Такая работа позволит нам получить новые эмпирические данные, чтобы оценить, насколько популяции рыб будут затронуты в будущем, обеспечивая более точные прогнозы и, таким образом, защищая и сохраняя наши рыбные запасы в условиях меняющегося климата".

2 октября 2019, 11:04НаукаУченый назвал места, где уровень океана будет выше всего из-за потепления

Влияние углекислого газа на дыхание в изолирующих средствах индивидуальной защиты

А.С.Голик, д.т.н., проф., СНПО «Горноспасатель»;
А.Ф.Син, к.т.н., ЦШ ВГСЧ; В.Р.Дингес, к.т.н., ОБР ВГСЧ

Успешные исследования подводных акваторий, космоса и воздушного пространства, использование регенеративных изолирующих аппаратов горноспасателями и шахтерами - напрямую зависят от содержания газового состава внутри помещения или дыхательного аппарата. Практика постоянного применения таких аппаратов обуславливает необходимость изучения влияния углекислого газа (CO2) на организм человека в сочетании с другими газами, например - с кислородом.

Представлению о физиологической роли СО2 в большей мере способствуют достижения в вопросах физиологии и биохимии клетки. Появилось новое понятие «внешняя среда» и «внутренняя среда», что имеет прямое отношение к рассматриваемому вопросу. Всем известно, что дыхание - это важнейшая потребность нашего организма в процессе его жизнеобеспечения. Процесс и функции дыхания очень тесно связаны со многими процессами нашего организма: с состоянием нервной системы, функцией кровообращения, обмена веществ и температуры тела и т.д.

В дыхании можно условно выделить внешнее дыхание (легочное - газообмен между атмосферой и клетками) и внутреннее - тканевое дыхание (окислительные процессы в клетках). Происходит постоянный газообмен между клетками нашего организма и атмосферой, который осуществляется через кровь и легочную ткань. Легочная ткань представляет собой образно «вторую кожу», которая защищает клетки от вредного, токсического действия кислорода. Воздух, содержащийся в легких, можно представить индивидуальной атмосферой в миниатюре. И основное ее отличие от окружающей атмосферы состоит в содержании углекислого газа. Разница в концентрации углекислого газа в альвеолах и в атмосфере - почти в 200 раз.


Содержание CO2 в атмосфере находится в пределах 0.03%, а в альвеолах легких - 5.7%. В непосредственной близости находятся как бы две разные атмосферы: одна внутри организма, другая снаружи. Причем они не смешиваются, усредняя газовый состав, а наоборот, организм старается поддерживать постоянство своей внутренней атмосферы. В легких происходит обмен кислорода и углекислого газа между альвеолами и кровью. При этом концентрация кислорода и углекислого газа в них различна. Газообмен происходит вследствие выравнивания этих концентраций, путем пассивной диффузии. Причем способность к продвижению через границу альвеола - капилляр (диффузионная способность), у углекислого газа выше, чем у кислорода в 25-30 раз. Диффузия газов в организме - это непрерывный процесс. Даже при остановке внешнего дыхания (например, при нырянии), прекратить газообмен в альвеолах произвольным усилием человека невозможно. В обычных условиях организмом используется лишь часть кислорода, поступающего в легкие. Во вдыхаемом воздухе содержание кислорода составляет 21%, CO2 - 0.3%, а в выдыхаемом, соответственно - 16% и 4.5%. В полости альвеол содержание кислорода 14%, а углекислого газа на уровне 5.5-6%. При гипоксической терапии на аппаратах гипоксикаторах возможно снижение кислорода до 10-12%. Это свидетельствует о том, что в нормальных условиях содержание кислорода в атмосфере и крови человека достаточное и с определенным «запасом прочности» [2] обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма.


Альвеолы легких покрыты густой сетью капилляров, в которые поступает кислород. По кровеносному руслу он доставляется к органам и тканям эритроцитами. Для этого в нем имеется специальный белок-гемоглобин. В сосудах легких к гемоглобину присоединяются молекулы кислорода. К каждой молекуле гемоглобина присоединяется 4 молекулы кислорода, образуя оксигемоглобин. В таком связанном виде кислород транспортируется по сосудам в клетки. Проходя через сердце, насыщенная кислородом кровь растекается по всему организму, но отделение кислорода от гемоглобина происходит только в мельчайших сосудах - в капиллярах. Содержание CO2 напрямую влияет на процесс отделения кислорода от гемоглобина. Если углекислого газа мало, то, несмотря на высокое содержание кислорода в крови, клетки «голодают», испытывают дефицит кислорода. В клетках развивается состояние гипоксии. И чем меньше углекислого газа, тем хуже кислород отделяется от гемоглобина и меньше кислорода поступает в клетки. Если очень активно и глубоко подышать, то можно впасть в обморочное состояние или почувствовать головокружение. Это связано с тем, что при усиленном дыхании снижается содержание CO2 в крови, вследствие этого ухудшается отделение кислорода от гемоглобина и снижается его поступление в клетки. По образному выражению F. Mischer (1893 г.) «Над кислородным снабжением организма углекислый газ простирает свои охраняющие крылья».

Итак, углекислый газ - первый фактор, влияющий на поступление кислорода из крови в клетки. Вторым фактором является проницаемость мембраны эритроцита. В мембране эритроцитов, при определенных ситуациях, возникают сквозные поры, через которые кислород выходит из эритроцита. Физики установили, что после выхода эритроцита из капилляров легких в кровеносное русло проницаемость его мембраны уменьшается в 104 раз. Для того, чтобы эти поры открылись, необходимо создать определенное давление на эритроцит.


Оказалось, что проницаемость мембраны зависит от напряженности электрического поля в оболочке эритроцита. При сильном сжатии, плотном контакте стенок эритроцита и капилляра, напряженность поля снижается, и проницаемость мембраны увеличивается. Открывается необходимое количество пор, через которые эритроцит выпускает порцию кислорода. На его место к гемоглобину присоединяются молекулы CO2 и эритроциты направляются к легким, чтобы отдать его альвеолам и взять новую порцию кислорода.

При переходе CO2 из тканей в кровь происходит ее гидратация, а при переходе CO2 из крови в альвеолярный воздух - дегидратация Н2СО3. Обе реакции гидратации и дегидратации протекают медленно. Установлено, что значительное ускорение этих реакций происходит благодаря фермен-

ту, названному угольной ангидразой или карбоангидразой, которая находится в эритроцитах. Углекислый газ в организме человека образуется как конечный продукт обмена веществ. Проходя через стенку тканевых капилляров, она частично растворяется в плазме крови. Большая ее часть находится в химически связанном виде с различными основаниями, образуя бикарбонаты: в плазме - №НС03, а в эритроцитах - КНС03. В костях CO2 находится в виде карбоната кальция.

Углекислый газ играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного баланса в организме. Важнейшим условием нормального функционирования организма является постоянство активной реакции крови и тканевых жидкостей, что напрямую связано с тканевым дыханием.

В процессе обмена веществ существуют два понятия: аэробный процесс и анаэробный. Под аэробным процессом понимают обмен веществ в организме, связанный с использованием кислорода, его еще называют аэробный метаболизм. Если химические реакции протекают без участия кислорода, то такие процессы считают анаэробными (без-кислородными). Естественной моделью изучения резервов организма является спортивная деятельность. Об абсолютных и даже относительных величинах резервных возможностей человека известно еще очень мало. Предполагается, что человек в условиях повседневной жизни выполняет работу в пределах до 35% от своих абсолютных возможностей. Эта работа выполняется свободно, без затрат волевых усилий. При работе в диапазоне 35-50% возможностей требуются волевые усилия и такая работа приводит к утомлению. Выше 65% абсолютных возможностей лежит «порог мобилизации». За пределами этой границы остаются только автономно охраняемые резервы организма, использование которых невозможно при помощи волевого усилия. Аэробные процессы являются основными, ведущими, а анаэробные - вспомогательными или резервными. Анаэробные процессы почти постоянно сопровождают аэробные. Например, при усиленной физической нагрузке и большом поступлении кислорода в организм, помимо аэробного способа расщепления глюкозы, обязательно включается анаэробный. Если при интенсивной работе скелетных мышц аэробные процессы усиливаются в десятки раз, то анаэробные процессы усиливаются в сотни раз. Это природный, стратегический резерв организма. В начале своего жизненного пути человек вообще не нуждается в кислороде и, как показали исследования, устойчивость новорожденных к дефициту кислорода в 8-10 раз выше, чем у взрослых. Анаэробные процессы заложены как бы в памяти организма и, при необходимости, способны включаться в экстремальных случаях. Определенная концентрация СО2 в клетках является абсолютно необходимым условием нормального протекания всех биохимических процессов. Например, снижение СО2 в легких при углубленном дыхании сдвигает рН в щелочную сторону, что изменяет активность ферментов и витаминов. Это изменение активности регуляторов обмена веществ нарушает нормальное протекание обменных процессов и ведет к гибели клеток. Снижение концентрации углекислого газа в легких (гипо-капния) вызывает защитные реакции организма - спазм бронхов и сосудов, что уменьшает кровоток и вызывает гипоксию тканей. Кислородное голодание тканей, достигнув угрожающей организму степени, вызывает у некоторых индивидуумов повышение артериального давления (гипертонию). Гиперкап-ния (умеренное повышение углекислого газа во вдыхаемой смеси) естественно возбуждает все гиперкапнические хемо-рецепторы и дыхательный центр, что вызывает ответное усиление вентиляции легких, снижение тонуса гладкой мускулатуры бронхов и сосудов. Постепенным, медленным повышением уровня гиперкапнии удается добиться повышения устойчивости хеморецеп-торов и нейронов дыхательного центра

к гиперкапническому стимулу, что повышает устойчивость дыхательной системы при физических нагрузках, активизирует метаболические процессы в организме. Кроме того, углекислый газ значительно тормозит реакции образования активных форм кислорода (свободных радикалов), защищая, таким образом, клетки от разрушения. К сожалению, реакции анаэробного типа приводят к кислородному долгу и накоплению в тканях недоокисленных продуктов распада (например, молочной и пи-ровиноградной кислот), что вызывает болевую реакцию в мышцах, предопределяя, тем самым, кратковременность использования организмом механизма «второго дыхания». Постепенно использование анаэробного типа дыхания приводит к изменениям во внутренней среде, что в конечном итоге повышает устойчивость организма к действию этих неблагоприятных изменений.

Оценка влияния CO2, добавляемого к вдыхаемой газовой смеси, на потребление кислорода при острой гипоксии имеет парадоксальные результаты. По логике при кислородном дефиците увеличение CO2 в дыхательной смеси должно усугубить действие гипоксии и ухудшить и без того тяжелое состояние организма. В действительности все оказалось наоборот, и добавление углекислого газа к бедной кислородом дыхательной смеси только улучшае самочувствие человека. То же происходит и при высоком содержании кислорода в дыхательной смеси. Так, при проведении испытаний нового регенеративного самоспасателя в Кузбасссе было установлено, что за 2 часа 50 минут дыхания в самоспасателе содержание CO2 в выдыхаемом воздухе в последние 50 минут составляло 4.1-6.5%, кислорода 32-50 %. И, хотя артериальное давление и частота пульса у респи-раторщика Д.В. Емельянова повысились со 120/70 (PS = 70 мин-1) до 140/90 (PS = 100 мин-1), он абсолютно не чувствовал какого-либо дискомфорта или напряжения при дыхании (табл. 1).

При повторных испытаниях аппарата ситуация повторилась. Здесь уже 1 час 40 минут испытатель ( респира-торщик В.М. Татауров, 1961 г. рожд.) дышал смесью с повышенным содержанием CO2. Также отмечено незначительное повышение артериального давления со 120/85 (PS = 80 мин-1) до 130/90 (PS = 108 мин-1), и также не наблюдалось какого-либо дискомфорта при дыхании (табл. 2).

В процессе испытаний оба испытателя передвигались по горизонтальной поверхности со скоростью 5-6 км/ч.

Ранее в лаборатории известного физиолога М.Е. Маршака проводились исследования влияния гипер- и гипокап-нии на скорость вымывания азота из организма человека (Л.И. Ардашнико-ва, 1948 г. рожд.).

Регистрировалась динамика изменения количества выделяемого азота в разные отрезки времени после переключения на дыхание чистым кислородом или смесью кислорода и углекислого газа. В табл. 3 приводятся данные о выделении азота при

дыхании чистым кислородом и его смесью с 3-5% CO2 [4].

Данные табл. 3 показывают, что при вдыхании газовой смеси кислорода и 3-5% углекислого газа скорость выделения азота из организма человека уменьшается. И наоборот - после прекращения дыхания газовой смесью скорость выделения азота увеличивается. При гипоксии происходит понижение кислорода в артериальной крови, которое вызывает усиленное дыхание и вымывание CO2 из организма. Возникает гипокапния, которая, в свою очередь, предполагает повышенную потребность в кислороде. Добавление СО2 к бедной кислородом газовой смеси ликвидирует гипокап-нию и потребность в кислороде снижается, при этом улучшается снабжение кислородом головного мозга и сердца за счет уменьшения снабжения кислородом скелетных мышц.

Проблема в том, что эти исследования проводились при нормальном дыхании человека без использования каких-либо средств индивидуальной защиты органов дыхания. Современные изолирующие самоспасатели типа ШСС-1Т и ШСС-1У, применяемые в горнорудной промышленности, работают на химически связанном кислороде и имеют на вдохе концентрацию чистого кислорода 80-100%. Техническими условиями эксплуатации данных самоспасателей предусмотрено иметь на вдохе содержание CO2 не более 1%. Отсутствие влажности и высокая температура почти чистого кислорода на вдохе создают дискомфорт при дыхании, который выражается чувством жжения и першения в горле уже через 30-40 минут.

На наш взгляд, добавление углекислого газа в дыхательную смесь должно решить проблему комфортности дыхания в изолирующих СИЗ. Для этого необходимо провести медицинские исследования по установлению границ содержания CO2 в дыхательной смеси и времени, в течение которого можно дышать этой смесью без особого вреда для организма человека.

ЛИТЕРАТУРА:
1.    ГОСТ Р 12.4.220-2001 «Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Аппараты изолирующие автономные с химически связанным кислородом (самоспасатели )», -М.: Госстандарт России.
2.    Зинатулин С.Н. Как я жил без кислорода. -Новосибирск: ООО «Динамика» 2005, с. 28.
3.    Правила безопасности в угольных шахтах. -М 2003 г.
4.    Маршак М.Е. Физиологическое значение углекислоты. -М.: «Медицина»-1969, с. 122
5.    Протоколы испытаний регенеративного изолирующего самоспасателя., -Кемерово, 2006 г.

Журнал "Горная Промышленность" №3 2006

Углекислый газ помог рыбам переносить недостаток кислорода - Наука

ТАСС, 22 октября. Высокий уровень углекислого газа (СО2) в воде меняет работу организма рыб таким образом, что они становятся менее чувствительными к низкому уровню кислорода. Это может помочь обитателям Мирового океана пережить последствия антропогенного изменения климата, пишут ученые в журнале Scientific Reports.

"Наши эксперименты показывают, что углекислый газ может играть ключевую роль в том, насколько хорошо рыбы переносят острый недостаток кислорода. Он помогает их крови поглощать кислород даже в тех ситуациях, когда его концентрация крайне мала", - объяснил один из авторов работы Дэниел Монтгомери из Эксетерского университета (Великобритания).

По текущим оценкам климатологов, начиная с доиндустриальной эпохи воды Мирового океана поглощают примерно треть выбросов СО2 в атмосферу, которые порождены промышленными предприятиями, автомобилями и другими неизменными составляющими цивилизации. Этот процесс значительно смягчает воздействие человека на климат, однако он, как опасаются ученые, может вызвать кардинальные перестройки в экосистемах морей.

В частности, потепление воды и повышение кислотности будет мешать коралловым полипам захватывать и фиксировать ионы углекислоты и кальция, что негативно скажется на здоровье коралловых рифов. Аналогичным образом, климатологи опасаются, что повышение концентрации СО2 в воде и ускоренное размножение водорослей, которые поглощают этот газ, может уменьшить долю кислорода в воде.

В результате этого процесса, как отмечает Монтгомери и его коллеги, начали формироваться так называемые мертвые пятна - особые участки океана, где рыбы и другие многоклеточные животные в теории не могут существовать из-за слишком низкой концентрации кислорода.

Парадоксы глобального потепления

Как правило, ученые дают подобные оценки, опираясь лишь на концентрацию кислорода в воде и не учитывая то, как много углекислоты она содержит. Британские океанологи задумались о том, как их комбинация может влиять на поведение и жизнедеятельность рыб и других крупных представителей морской фауны.

Для этого авторы статьи закупили мальков обыкновенных лавраков (Dicentrarchus labrax) и начали выращивать их в разных аквариумах, меняя уровни кислорода и углекислого газа в воде. В некоторых случаях концентрация второго газа оставалась постоянной, а в других она росла по мере падения доли кислорода. Это имитировало те процессы, которые сейчас происходят в океане.

К большому удивлению ученых, второй сценарий оказался гораздо более благоприятным для лавраков - при повышении концентрации СО2 они могли жить в среде, в которой было на 20% меньше кислорода, чем при постоянно низкой доле углекислоты в воде.

Это, в свою очередь, было связано с тем, что повышение количества углекислоты в крови рыб привело к тому, что характер работы гемоглобина в их красных кровяных клетках значительно изменился. В результате этого белок начал на 32% активнее поглощать кислород, что особенно сильно проявлялось при крайне низких концентрациях этого газа в воде.

Подобные взаимосвязи, как отмечает Монтгомери, нужно учитывать при оценке того, как тот или иной вид обитателей моря будет приспосабливаться к глобальному потеплению и закислению океана. В ближайшее время ученые проверят, помогает ли СО2 другим видам морской рыбы адаптироваться к никому уровню кислорода в воде.

Управление вентиляцией по уровню CO2 — Решения — WireGeo

Все люди и живльные существа дышат.

Поглащая при вдохе кислород (02) и выдыхая углекислый газ (СО2), пары воды (h3O) и примеси других газов являющимися продуктами процесса обмена веществ в организме.


Допустимые значения СО2

Для измерения концентрации углекислого газа в воздухе применяют единицы измерения ppm (parts per million или частиц СО2 на миллион частиц воздуха 1000 ppm = 0,1% содержания СО2.)

В чистом атмосферном воздухе концентрация углекислого газа составляет 350-400 ppm (0,035-0,04%). И это значение является оптимальным для жизни человека. Допустимым же является значение ниже 1000 ppm.

Сколько СО2 выделяет человек?

Один человек в течении часа при выдыхает от 18 до 25 л углекислого газа. Потребляя при этом 20-30 л кислорода. Если человек находится в комнате 20 м2 с высотой потолков 2,5 м и плохой вентиляции, то уровень СО2 будет расти на 580 ppm каждый час. Поэтому даже идеально проветренная перед этим комната за час станет источником головной боли, а через 8 часов концентрация в ней СО2 приблизится в критическому уровню. Если же в помещении будет больше одного человека то скорость выработки СО2 увеличится.

Содержание СО2 вразных помещениях:
В доме без вентиляции в разных комнатах значениеможеь быть от 850 до 1200 ppm
Утром в спальне до 2100 ppm
Вофисе уровень может достигать 800-2000 ppm


Избыток СО2 приводит к негативным изменениям в крови.

  • Углекислый газ даже в невысоких концентрациях негативно влияет на клеточную мембрану человека.
  • Cнижается рН крови, вызывая ацидиоз
  • Как следствие состояние перевозбуждения и умеренная гипертензия.
  • По мере возрастания степени ацидоза появляется сонливость и состояние беспокойства
  • Следующим этапом становится снижение физической активности, и аппатия
  • При сне человек не высыпается и просыпается уже уставшим
  • При концентрации выше 800 ррм наблюдается рост количества маркеров окислительного стрессы в ДНК
  • Появляется синдром больного здания, у проживающих в них людей в виде проблем с дыханием, затем - болей в суставах, бессонницы.
  • При концентрации выше 1000 ppm интелектуальная деятельность становится невозможной

Источники проблеммы

Наши здания в большинстве своем спроектированны как системы с естественной вентиляцией. При которой свежий воздух должен поступать через щели между окнами и дверьми, а воздух содержащий вредные газы должен удаляться через вытяжку. Однако наше стремление к ситуации когда "не дует", с установкой пластиковых окон и дверей с уплотнительными резинками нарушает эту систему. Поэтому система вентиляции начинает работать крайне не эффективно или перестаёт работать вообще.

Другой причиной может быть неправильно спроектированная или неправильно управляемая система. Система основанная только на энергосбережении неспособна создать комфортные условия


Решение проблемы приточная вентиляция управляемая по уровню CO2

Для измерения уровня СО2 используется датчик WGCO2. При помощи датчиков температуры замеряется температура воздуха окружающей среды и температура в помещении. Полученное значения обрабатываются модулем сценария "Двухпозиционный регулятор". На основании этих показаний вычисляется необходимая скорость потока воздуха. И включается соответствующее число ступеней вентиляции модулем WG485SW6.

Какой уровень СО2 у вас?

 Атмосфера Земли состоит на 99,9% из воздуха, водяного пара, природных (действие вулканов) и промышленных газов, твердых частиц. В результате природных факторов Земли и процессов жизнедеятельности человека, состав атмосферы в том или ином регионе планеты может подвергаться незначительным изменениям. Одной из главных составных частей атмосферы является воздух. Воздух представляет собой смесь газов, основными компонентами которого являются: Азот (N2) – 78%; Кислород (О2) – 21%; Углекислый газ (СО2) – 0,03%; Инертные газы и другие вещества – до 1%. В воздухе также присутствуют в незначительном количестве водород, оксид азота, озон, сероводород, водяной пар, инертные газы: аргон, неон, гелий, аргон, криптон, ксенон, радон, а также пыль и микроорганизмы.

Общая информация о физиологии дыхания человека

Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система человека.

Транспорт газов и других необходимых организму веществ обеспечивается с помощью кровеносной системы.

Обмен О2 и CO2 между организмом и окружающей средой осуществляется благодаря ряду последовательных процессов:

  1. Легочная вентиляция – обмен газами между окружающей средой и легкими.

  2. Легочное дыхание – обмен газами между альвеолами легких и кровью.

  3. Внутреннее (тканевое) дыхание – обмен газами между кровью и тканями тела.

Дыхательная система – совокупность органов и тканей, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. Дыхательная система состоит из воздухоносных путей и собственно легких.

Воздухоносные пути включают в себя:


Воздух вдыхает человек, он попадает в нос и носовую полость. В носовой полости находятся обонятельные рецепторы, с помощью которых мы различаем запахи. Также в носовой полости есть волосы, предназначенное для задержки частиц пыли, поступающего вместе с воздухом из атмосферы.

Воздух, проходя через нос и носовую полость попадает в носоглотку. Носоглотка покрыта слизистой оболочкой, обогащенной кровеносными сосудами, благодаря чему осуществляется нагрев и увлажнение воздуха.

Трахея начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость где делится на левую и правую бронхи. Входя в легкие бронхи постепенно делятся на все более мелкие трубки – бронхиолы, маленькие из которых и является последним элементом воздухоносных путей.

Наименьший структурный элемент легкого – долька, которая состоит из конечной бронхиолы и альвеолярного мешочка. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешочка образуют альвеолы.

Легкие (легочные дольки) состоят: конечные бронхиолы; альвеолярные мешочки; легочные артерии; капилляры; вены легочного круга кровообращения.


Воздух, проходя через бронхи и бронхиолы, заполняет большое количество альвеол – легочных пузырьков, в которых осуществляется газообмен между кровью и альвеолярным воздухом. Стенки альвеол состоят из тонкой пленки, которая вмещает большое количество эластичных волокон.

С помощью которых альвеолярные стенки могут расширяться, тем самым увеличивать объем альвеол. Диаметр каждой альвеолы составляет около 0,2 мм. А площадь ее поверхности около 0,125 мм. В легких взрослого человека около 700 млн. альвеол. То есть, общая площадь их поверхности составляет около 90 м2.

Таким образом, дыхательная поверхность в 60-70 раз превышает поверхность кожного покрова человека. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и дыхательная поверхность достигает 250 м2, превышая поверхность тела более чем в 125 раз.

Процесс газообмена при дыхании

Сущность процесса газообмена заключается в переходе кислорода из альвеолярного воздуха в венозную кровь, которая циркулирует по легочных капиллярах (поглощение кислорода), и в переходе углекислого газа из венозной крови в альвеолярный воздух (выделение углекислого газа).

Этот обмен проходит через тонкие стенки легочных капилляров по законам диффузии, вследствие разности парциальных давлений газов в альвеолах и крови.

Обогащенная кислородом кровь из легких разносится по всей кровеносной системе, отдавая для обогащения тканям кислород и забирая от них углекислый газ. Кислород, поступающий в кровь, доставляется во все клетки организма. В клетках происходят важные для жизни окислительные процессы. Отдавая кислород клеткам, кровь захватывает углекислоту и доставляет их в альвеолы. Этот процесс и является внутренним, или тканевым дыханием.

Основные параметры процесса дыхания

Основным параметрами, характеризующими процесс дыхания человека, являются:

  1. жизненная емкость легких;

  2. мертвое пространство органов дыхания;

  3. частота дыхания;

  4. легочная вентиляция;

  5. доза потребления кислорода.

Жизненная емкость легких – это максимальное количество воздуха (л), которую может вдохнуть человек после максимально глубокого выдоха. Этот показатель измеряется прибором, который называется спирометр. Нормальная жизненная емкость легких взрослого человека – примерно 3,5 л.

У тренированного человека, занимающегося спортом, жизненная емкость легких составляет 4,7-5 л.

Общий объем легких человека состоит из жизненной емкости и остаточного объема. Остаточный объем, это количество воздуха, который всегда остается в легких человека после максимального выдоха. Этот объем составляет 1,5 л и его человек никогда не может удалить из органов дыхания.


Как видно из диаграммы, после спокойного вдоха в легких человека находится 3,5 л воздуха, а после спокойного выдоха остается только 3 л воздуха. Таким образом, при дыхании в спокойном состоянии человек использует при каждом вдохе только 0,5 л воздуха, называется дыхательным.

После спокойного вдоха, при желании, человек может продлить вдох и дополнительно вдохнуть еще 1,5 л воздуха. Этот воздух называется дополнительным. После спокойного выдоха человек также может дополнительно выдохнуть из легких еще 1,5 л воздуха. Этот воздух называется запасным или резервным.

Таким образом, жизненная емкость легких состоит из суммы дыхательного, дополнительного и запасного объемов воздуха.

При конструировании изолирующих аппаратов с замкнутым циклом дыхания, в которых используются емкости для приготовления и хранения дыхательной смеси (дыхательные мешки), необходимо учитывать, что их объем должен быть не менее максимальную жизненную емкость легких человека. Поэтому в современных изолирующих аппаратах используются дыхательные мешки, которые имеют объем 4,5-5 л, из расчета, что в них могут работать хорошо физически развитые люди.

Во время выдоха не весь выдыхаемый воздух выходит из организма человека в окружающею среду. Часть воздуха остается в носовой полости, гортани, трахее и бронхах. Эта часть воздуха не участвует в процессе газообмена, и пространство, которое она занимает, называется мертвым пространством.

Воздух, находящийся в мертвом пространстве, содержит малую концентрацию кислорода и насыщенный углекислым газом. При вдохе, воздух мертвого пространства, вместе с воздухом вдыхаемого, попадает в легкие человека, вредно влияет на процесс дыхания. Поэтому мертвое пространство еще иногда называют вредным пространством. Объем мертвого пространства у взрослого человека составляет примерно 140 мл.

Каждый изолирующий аппарат также имеет своё мертвое пространство, которое в общем прилагается к мертвому пространству органов дыхания человека. Мертвое пространство изолирующих аппаратов содержат маска и дыхательные шланги. Пространство между маской и лицом спасателя (органов дыхания) называется подмасочным пространством, оно также является мертвым пространством.

Легочная вентиляция (л/мин.) – Количество воздуха, вдыхаемого человеком за одну минуту.

Частота дыхания – это количество циклов (вдох-выдох), происходящих за одну минуту. Частота дыхания является не постоянной величиной и зависит от многих факторов.

Частота дыхания в зависимости от возраста человека

В зависимости от возраста человека, частота дыхания меняется и составляет:

у только что родившихся – 60 вдохов / мин.

у годовалых младенцев – 50 вдохов / мин.

у пятилетних детей – 25 вдохов / мин.

у 15–летних подростков – 12-18 вдохов / мин.

С возрастом человека, частота дыхания значительно не изменяется. Однако следует отметить, что у физически хорошо развитого человека частота дыхания уменьшается до 6-8 вдохов / мин.

При выполнении работы с физической нагрузкой, ускоряются физико-химические процессы в организме человека и возрастает потребность в большем количестве кислорода. Согласно этому, увеличивается частота дыхания, при значительной нагрузке может достигать 40 вдохов в минуту.

Однако следует помнить, что полностью используется жизненный объем легких только при частоте дыхания 15-20 вдохов / мин. При увеличении частоты дыхания возможность использования полной емкости легких уменьшается. Дыхание становится поверхностным.

При частоте дыхания 30 вдохов / мин., Емкость легких используется только на 2/3, а при 60 вдохов / мин. всего лишь на 1/4. Количество кислорода, поглощаемого человеком из воздуха при дыхании в единицу времени, называется дозой потребления кислорода. Доза потребления кислорода человеком, величина не постоянная и зависит от частоты дыхания и легочной вентиляции.

При увеличении физической нагрузки на организм человека, увеличивается частота дыхания и легочная вентиляция. Соответственно, растет доза потребления кислорода и увеличивается концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Интересным свойством организма является то, что при вдыхании воздуха через нос в организм попадает на 25% больше кислорода, чем при вдыхании через рот.

Материал с сайта fireman.club

физиология дыхание

Две новые технологии помогут превратить СO2 в топливо

Технология улавливания углекислого газа привлекает все больше внимания как один из способов решения проблемы антропогенных выбросов. Однако главным препятствием остаются высокие затраты на такое оборудование. Решением проблемы может стать превращение CO2 в топливо.

Правда, и этот процесс весьма доргостоящий. Превращение углекислого газа в углеводороды называется гидрированием. Для этого используются катализаторы – химические вещества, ускоряющие реакцию между элементами.

Гидрирование – это добавление атомов водорода к молекуле и, следовательно, удаление из нее других атомов. В случае углекислого газа водород вытесняет из CO2 кислород. Однако трудность в том, что требуются высокие температуры, а в качестве катализатора – платина или палладий.

Но теперь у такой методики появились сразу две дешевые альтернативы, и в обоих случаях используются нанокатализаторы. Первую технологию разработали исследователи из Университета Южной Калифорнии и Национальной лаборатории возобновляемой энергии.

В их катализаторе используются наночастицы карбида молибдена. Это соединение металла с углеродом имеет широкий спектр применения. В том числе процесс позволяет превращать диоксид углерода в оксид углерода, который используется в производстве химикатов, а затем и в углеводороды.

Эта методика нуждается в гораздо более низких температурах, чем традиционные 1100 градусов Цельсия, необходимые для превращения карбидов металлов в катализаторы. Таким образом, ученые могут манипулировать свойствами наночастиц и улучшать каталитический процесс.

Другая команда – из Корейского передового института науки и технологии (KAIST) – решила ту же проблему, используя помимо молибдена еще никель и магний. Все эти металлы значительно дешевле, чем платиновая группа. Ученые KAIST использовали комбинацию никель-молибденовых наночастиц и кристаллического оксида магния.

Что же касается непосредственно захвата углекислого газа, то в прошлом году Массачусетский технологий институт (MIT) представил новое устройство для этих целей. “Наибольшим преимуществом этой технологии по сравнению с большинством других является бинарный характер сродства адсорбента и диоксида углерода”, – пояснил один из авторов работы Сааг Воскян.

“Бинарное сродство позволяет захватывать углекислый газ любой концентрации, включая 400 частей на миллион (атмосферный уровень)”, – подчеркнули в MIT. Итак, есть сырье, есть технология захвата и есть дешевые катализаторы. Возможно, у захвата углерода появилось будущее.

Легкие и дыхательная система (для подростков)

Что такое легкие и дыхательная система?

Легкие и дыхательная система позволяют нам дышать. Они приносят кислород в наши тела (так называемый вдох или вдох) и выводят углекислый газ наружу (так называемый выдох или выдох).

Этот обмен кислорода и углекислого газа называется дыханием.

Какие части дыхательной системы?

Дыхательная система включает нос, рот, горло, голосовой ящик, дыхательное горло и легкие.

Воздух попадает в дыхательную систему через нос или рот. Если он попадает в ноздри (также называемые ноздрями), воздух нагревается и увлажняется. Крошечные волоски, называемые ресничками (произносится: SIL-ee-uh), защищают носовые проходы и другие части дыхательных путей, отфильтровывая пыль и другие частицы, попадающие в нос через вдыхаемый воздух.

Два отверстия дыхательных путей (носовая полость и рот) встречаются в глотке (произносится: FAR-inks) или горле, в задней части носа и рта.Глотка является частью пищеварительной системы, а также дыхательной системы, потому что она несет как пищу, так и воздух.

В нижней части глотки этот путь разделяется на два: один для пищи - пищевод (произносится: ih-SAH-fuh-gus), который ведет к желудку, а другой - для воздуха. Надгортанник (произносится: э-пих-GLAH-тус), небольшой лоскут ткани, закрывает проход только для воздуха, когда мы глотаем, предотвращая попадание пищи и жидкости в легкие.

Гортань, или голосовой ящик, представляет собой верхнюю часть трубы, предназначенной только для воздуха.Эта короткая трубка содержит пару голосовых связок, которые издают звуки.

Трахея или дыхательное горло является продолжением дыхательных путей ниже гортани. Стенки трахеи (произносится: TRAY-kee-uh) укреплены жесткими кольцами

хрящ, чтобы держать его открытым. Трахея также выстлана ресничками, которые удаляют жидкости и инородные частицы из дыхательных путей, чтобы они не попадали в легкие.

На нижнем конце трахея делится на левую и правую воздушные трубки, называемые бронхами (произносится: BRAHN-kye), которые соединяются с легкими.В легких бронхи разветвляются на более мелкие бронхи и еще более мелкие трубки, называемые бронхиолами (произносится: BRAHN-kee-olz). Бронхиолы заканчиваются в крошечных воздушных мешочках, называемых альвеолами, где на самом деле происходит обмен кислорода и углекислого газа. У каждого человека в легких сотни миллионов альвеол. Эта сеть альвеол, бронхиол и бронхов известна как бронхиальное дерево.

Легкие также содержат эластичные ткани, которые позволяют им надуваться и спускаться без потери формы.Они покрыты тонкой оболочкой, называемой плеврой (произносится: PLUR-uh).

Грудная полость или грудная клетка (произносится: THOR-aks) - это воздухонепроницаемая коробка, в которой находится бронхиальное дерево, легкие, сердце и другие структуры. Верхняя и боковые стороны грудной клетки образованы ребрами и прикрепленными к ней мышцами, а нижняя - большой мышцей, называемой диафрагмой (произносится: ДА-э-фрам). Стенки грудной клетки образуют защитную клетку вокруг легких и другого содержимого грудной полости.

Как работают легкие и дыхательная система?

Клеткам нашего тела нужен кислород, чтобы оставаться в живых.Углекислый газ вырабатывается в нашем организме, поскольку клетки выполняют свою работу.

Легкие и дыхательная система позволяют кислороду из воздуха поступать в организм, а также позволяют организму избавляться от углекислого газа, содержащегося в выдыхаемом воздухе.

Когда вы вдыхаете, диафрагма движется вниз к животу, а мышцы ребер тянут ребра вверх и наружу. Это увеличивает грудную полость и втягивает воздух через нос или рот в легкие.

При выдохе диафрагма движется вверх и мышцы грудной стенки расслабляются, в результате чего грудная полость сужается и выталкивает воздух из дыхательной системы через нос или рот.

Каждые несколько секунд при каждом вдохе воздух наполняет большую часть миллионов альвеол. В процессе, называемом диффузией, кислород перемещается из альвеол в кровь через капилляры (крошечные кровеносные сосуды), выстилающие альвеолярные стенки. Попадая в кровоток,

забирает кислород. гемоглобин в красных кровяных тельцах. Эта богатая кислородом кровь затем возвращается к сердцу, которое перекачивает ее по артериям к кислородно-голодным тканям по всему телу.

В крошечных капиллярах тканей тела кислород освобождается от гемоглобина и перемещается в клетки.Углекислый газ, вырабатываемый клетками во время их работы, перемещается из клеток в капилляры, где большая часть его растворяется в плазме крови. Кровь, богатая углекислым газом, затем возвращается к сердцу по венам. Из сердца эта кровь перекачивается в легкие, где углекислый газ переходит в альвеолы ​​для выдоха.

Кислород и углекислый газ: газообмен и перенос в животных

Цели обучения

  1. Применить закон парциальных давлений для прогнозирования направления движения газа в растворе
  2. Объясните функциональную адаптацию поверхностей газообмена у животных, используя закон Фика (площадь поверхности, расстояние, градиенты концентрации и перфузия).
  3. Сравните и сопоставьте структуру / функцию жабр, трахей и легких
  4. Опишите обратимое связывание O2 с гемоглобином (кривые диссоциации)
  5. Предсказать влияние pH, температуры и концентрации CO2 на сродство гемоглобина к O2

Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 39.0

Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.2

Структура любой респираторной поверхности (легкие, жабры, трахеи) увеличивает площадь ее поверхности для увеличения диффузии газа. Из-за огромного количества альвеол (примерно 300 миллионов в каждом легком человека) площадь поверхности легкого очень велика (75 м 2 ). Такая большая площадь поверхности увеличивает количество газа, который может диффундировать в легкие и из них. Респираторные поверхности также очень тонкие (обычно толщиной всего в одну клетку), что сводит к минимуму расстояние, на которое газ должен диффундировать по поверхности.

Газообмен при дыхании происходит главным образом за счет диффузии. Диффузия - это процесс, в котором перенос осуществляется за счет градиента концентрации. Молекулы газа перемещаются из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Кровь с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа в легких подвергается газообмену с воздухом. Воздух в легких имеет более высокую концентрацию кислорода, чем в крови, обедненной кислородом, и более низкую концентрацию углекислого газа.Этот градиент концентрации обеспечивает газообмен во время дыхания.

Парциальное давление - это мера концентрации отдельных компонентов в смеси газов. Общее давление, оказываемое смесью, представляет собой сумму парциальных давлений компонентов в смеси. Скорость диффузии газа пропорциональна его парциальному давлению в общей газовой смеси.

Дыхательный процесс можно лучше понять, изучив свойства газов.Газы движутся свободно, но частицы газа постоянно ударяются о стенки своего сосуда, создавая давление газа.

Воздух представляет собой смесь газов, в основном азота (N 2 ; 78,6 процента), кислорода (O 2 ; 20,9 процента), водяного пара (H 2 O; 0,5 процента) и диоксида углерода (CO 2 ; 0,04 процента). Каждый газовый компонент этой смеси оказывает давление. Давление отдельного газа в смеси - это парциальное давление этого газа. Примерно 21 процент атмосферного газа составляет кислород.Однако углекислый газ содержится в относительно небольших количествах, 0,04 процента. Парциальное давление кислорода намного больше, чем у углекислого газа. Парциальное давление любого газа можно рассчитать по:

P = (Patm) - (процентное содержание в смеси).

P атм , атмосферное давление, представляет собой сумму всех парциальных давлений атмосферных газов, сложенных вместе,

Патм = PN2 + PO2 + Ph3O + PCO2 = 760 мм рт. Ст.

Давление атмосферы на уровне моря 760 мм рт.Следовательно, парциальное давление кислорода составляет:

PO2 = (760 мм рт. Ст.) (0,21) = 160 мм рт. Ст.

и для двуокиси углерода:

PCO2 = (760 мм рт. Ст.) (0,0004) = 0,3 мм рт.

На больших высотах P атм. уменьшается, но концентрация не изменяется; снижение парциального давления связано с уменьшением P атм. .

Когда воздушная смесь достигает легких, они увлажняются. Давление водяного пара в легких не влияет на давление воздуха, но оно должно быть включено в уравнение парциального давления.Для этого расчета давление воды (47 мм рт. Ст.) Вычитается из атмосферного давления:

760 мм рт. Ст. - 47 мм рт. Ст. = 713 мм рт. Ст.

, а парциальное давление кислорода:

(760 мм рт. Ст. - 47 мм рт. Ст.) —0,21 = 150 мм рт.

Эти давления определяют газообмен или расход газа в системе. Кислород и углекислый газ будут течь в соответствии с их градиентом давления от высокого к низкому. Следовательно, понимание парциального давления каждого газа поможет понять, как газы движутся в дыхательной системе.

Закон диффузии Фика: правила газового обмена

Скорость диффузии газа по поверхности контролируется следующим:

  • k, постоянная диффузии газа
  • А, площадка для газообмена
  • P2-P1, разница парциального давления газа по обе стороны от диффузионного барьера
  • D, расстояние, на которое газ должен диффундировать (толщина диффузионного барьера)

Эти члены связаны следующим уравнением:

Скорость диффузии = k x A x (P2-P1) / D

Газы движутся «вниз» по своему градиенту парциального давления (из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией.

Подводя итог обсуждению парциальных давлений выше:

Парциальное давление =

  • Давление определенного газа в смеси газов
  • Дробная составляющая газа x общее давление воздуха в мм рт. Ст.
  • Газ движется вниз по градиенту парциального давления (от высокой до низкой)
  • Атмосфера всегда на 21% состоит из кислорода. Парциальное давление - это давление определенного газа в смеси газов, которое рассчитывается путем умножения фракционного состава конкретного газа на общее давление воздуха в мм рт. Ст.

Парциальное давление кислорода и углекислого газа изменяется по мере движения крови по телу.

Короче говоря, изменение парциального давления от альвеол к капиллярам направляет кислород в ткани и углекислый газ в кровь из тканей. Затем кровь транспортируется в легкие, где разница в давлении в альвеолах приводит к перемещению углекислого газа из крови в легкие и кислорода в кровь.

Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.1

Для небольших многоклеточных организмов диффузии через внешнюю мембрану достаточно для удовлетворения их потребности в кислороде.Газообмен путем прямой диффузии через поверхностные мембраны эффективен для организмов диаметром менее 1 мм. У простых организмов, таких как книдарии и плоские черви, каждая клетка тела находится рядом с внешней средой. Их клетки остаются влажными, а газы быстро диффундируют за счет прямой диффузии. Плоские черви - это маленькие, буквально плоские черви, которые «дышат» путем диффузии через внешнюю мембрану. Плоская форма этих организмов увеличивает площадь поверхности для диффузии, гарантируя, что каждая клетка в теле находится близко к поверхности внешней мембраны и имеет доступ к кислороду.Если бы плоский червь имел цилиндрическое тело, то клетки в центре не могли бы получать кислород.

Процесс дыхания этого плоского червя осуществляется путем диффузии через внешнюю мембрану. (кредит: Стивен Чайлдс)

Дождевые черви и земноводные используют свою кожу (покровы) как орган дыхания. Густая сеть капилляров находится чуть ниже кожи и способствует газообмену между внешней средой и кровеносной системой. Поверхность дыхательных путей должна быть влажной, чтобы газы растворялись и распространялись через клеточные мембраны.

Организмам, живущим в воде, необходим кислород из воды. Кислород растворяется в воде, но в меньшей концентрации, чем в атмосфере. В атмосфере содержится примерно 21 процент кислорода. В воде концентрация кислорода намного меньше. Рыбы и многие другие водные организмы развили жабры (отростки тела, используемые для газообмена), чтобы принимать растворенный кислород из воды. Жабры состоят из тонких тканевых нитей, сильно разветвленных и складчатых. Когда вода проходит через жабры, растворенный в воде кислород быстро диффундирует через жабры в кровоток.Система кровообращения может переносить насыщенную кислородом кровь к другим частям тела. Из-за постоянного потока газа через газообменную мембрану и постоянных перепадов парциального давления жабры являются наиболее эффективной дыхательной системой для обмена газов. У животных, которые содержат целомическую жидкость вместо крови, кислород диффундирует через жаберные поверхности в целомическую жидкость. Жабры встречаются у моллюсков, кольчатых червей и ракообразных.

У этого карпа, как и у многих других водных организмов, есть жабры, которые позволяют ему получать кислород из воды.(кредит: «Guitardude012» / Wikimedia Commons)

Складчатые поверхности жабр обеспечивают большую площадь поверхности, чтобы рыба получала достаточное количество кислорода. Диффузия - это процесс, при котором материал перемещается из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. В этом случае кровь с низкой концентрацией молекул кислорода циркулирует по жабрам. Концентрация молекул кислорода в воде выше, чем концентрация молекул кислорода в жабрах.В результате молекулы кислорода диффундируют из воды (высокая концентрация) в кровь (низкая концентрация). Точно так же молекулы углекислого газа в крови диффундируют из крови (высокая концентрация) в воду (низкая концентрация).

Когда вода течет по жабрам, кислород передается крови по венам. (кредит «рыба»: модификация работы Дуэйна Рейвера, NOAA)

Дыхание насекомого не зависит от его кровеносной системы; следовательно, кровь не играет прямой роли в транспорте кислорода.У насекомых есть узкоспециализированная дыхательная система, называемая трахеальной системой, которая состоит из сети небольших трубок, по которым кислород поступает ко всему телу. Поскольку кровеносная система не используется в первую очередь для перемещения газов, а вместо этого газ проходит непосредственно к необходимым тканям, трахеальная система является наиболее прямой и эффективной дыхательной системой для доставки кислорода в респираторные органы. Трубки в трахеальной системе изготовлены из полимерного материала, называемого хитином.

Тела насекомых имеют отверстия, называемые дыхальцами, вдоль грудной клетки и брюшка.Эти отверстия соединяются с трубчатой ​​сетью, позволяя кислороду проходить в тело и регулируя диффузию CO 2 и водяного пара. Воздух входит и выходит из трахеальной системы через дыхальца. Некоторые насекомые могут проветривать трахею с помощью движений тела.

Насекомые дышат через трахею.

У млекопитающих легочная вентиляция осуществляется путем вдыхания (дыхания), чтобы доставить воздух в легкие (вздутие горла или поверхности тела, которое окружает респираторные поверхности).Во время вдоха воздух попадает в тело через носовую полость, расположенную внутри носа. По мере прохождения воздуха через носовую полость он нагревается до температуры тела и увлажняется. Дыхательные пути покрыты слизью, защищающей ткани от прямого контакта с воздухом. Слизь с высоким содержанием воды. Когда воздух проходит через эти поверхности слизистых оболочек, он впитывает воду. Эти процессы помогают уравновесить воздух в соответствии с условиями тела, уменьшая любой ущерб, который может причинить холодный сухой воздух. Твердые частицы, которые плавают в воздухе, удаляются через носовые ходы через слизь и реснички.Процессы нагревания, увлажнения и удаления частиц являются важными защитными механизмами, предотвращающими повреждение трахеи и легких. Таким образом, вдыхание служит нескольким целям в дополнение к доставке кислорода в дыхательную систему.

Воздух попадает в дыхательную систему через носовую полость и глотку, а затем проходит через трахею в бронхи, которые переносят воздух в легкие. (кредит: модификация работы НЦИ)

Из носовой полости воздух проходит через глотку (горло) и гортань (голосовой ящик), попадая в трахею.Основная функция трахеи - направлять вдыхаемый воздух в легкие, а выдыхаемый - обратно из тела. Трахея человека представляет собой цилиндр длиной от 10 до 12 см и диаметром 2 см, который находится перед пищеводом и простирается от гортани в грудную полость, где он разделяется на два основных бронха в средней части грудной клетки. Он состоит из неполных колец гиалинового хряща и гладкой мускулатуры. Трахея выстлана слизистыми бокаловидными клетками и мерцательным эпителием. Реснички продвигают инородные частицы, попавшие в слизь, к глотке.Хрящ обеспечивает силу и поддержку трахеи, чтобы проход оставался открытым. Гладкая мышца может сокращаться, уменьшая диаметр трахеи, в результате чего выдыхаемый воздух с огромной силой устремляется вверх из легких. Форсированный выдох помогает избавиться от слизи при кашле. Гладкие мышцы могут сокращаться или расслабляться в зависимости от стимулов внешней среды или нервной системы тела.

Трахея и бронхи состоят из неполных хрящевых колец. (кредит: модификация работы Gray’s Anatomy)

Легкие: бронхи и альвеолы ​​

Конец трахеи разветвляется (делится) на правое и левое легкие.Легкие не идентичны. Правое легкое больше и содержит три доли, тогда как левое легкое меньшего размера содержит две доли. Мышечная диафрагма, облегчающая дыхание, находится ниже (ниже) легких и отмечает конец грудной полости.

В легких трахея разветвляется на правый и левый бронхи. Правое легкое состоит из трех долей и больше. Чтобы вместить сердце, левое легкое меньше и имеет только две доли.

В легких воздух попадает в все меньшие и меньшие проходы, или бронхи.Воздух поступает в легкие через два основных (главных) бронха (единственное число: бронх). Каждый бронх делится на вторичные бронхи, а затем на третичные бронхи, которые, в свою очередь, делятся, создавая бронхиолы все меньшего и меньшего диаметра, когда они разделяются и распространяются по легкому. Как и трахея, бронхи состоят из хрящей и гладких мышц. В бронхиолах хрящ заменяется эластичными волокнами. Бронхи иннервируются нервами как парасимпатической, так и симпатической нервной системы, которые контролируют сокращение мышц (парасимпатическая) или расслабление (симпатическая) в бронхах и бронхиолах, в зависимости от сигналов нервной системы.У человека бронхиолы диаметром менее 0,5 мм являются респираторными бронхиолами. У них нет хрящей, и поэтому они полагаются на вдыхаемый воздух, чтобы поддерживать их форму. По мере уменьшения диаметра проходов относительное количество гладких мышц увеличивается.

Конечные бронхиолы подразделяются на микроскопические ветви, называемые респираторными бронхиолами. Дыхательные бронхиолы подразделяются на несколько альвеолярных протоков. Многочисленные альвеолы ​​и альвеолярные мешки окружают альвеолярные протоки. Альвеолярные мешочки напоминают грозди винограда, привязанные к концам бронхиол.В ацинарной области к концу каждой бронхиолы прикрепляются альвеолярные протоки. В конце каждого протока находится примерно 100 альвеолярных мешочков, каждый из которых содержит от 20 до 30 альвеол диаметром от 200 до 300 микрон. Газообмен происходит только в альвеолах. Альвеолы ​​состоят из тонкостенных паренхиматозных клеток, обычно толщиной в одну клетку, которые выглядят как крошечные пузырьки внутри мешочков. Альвеолы ​​находятся в непосредственном контакте с капиллярами (толщиной в одну клетку) кровеносной системы. Такой тесный контакт обеспечивает диффузию кислорода из альвеол в кровь и распределение по клеткам тела.Кроме того, углекислый газ, который вырабатывается клетками в качестве отходов жизнедеятельности, будет диффундировать из крови в альвеолы ​​для выдоха. Анатомическое расположение капилляров и альвеол подчеркивает структурную и функциональную взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем. Поскольку в каждом альвеолярном мешочке так много альвеол (~ 300 миллионов на легкое) и так много мешочков в конце каждого альвеолярного протока, легкие имеют губчатую консистенцию. Эта организация производит очень большую площадь поверхности, доступную для газообмена.Площадь поверхности альвеол в легких составляет примерно 75 м 2 2 . Эта большая площадь поверхности в сочетании с тонкостенной природой альвеолярных паренхиматозных клеток позволяет газам легко диффундировать по клеткам.

Терминальные бронхиолы связаны респираторными бронхиолами с альвеолярными протоками и альвеолярными мешочками. Каждый альвеолярный мешок содержит от 20 до 30 сферических альвеол и имеет вид грозди винограда. Воздух поступает в предсердие альвеолярного мешка, затем циркулирует в альвеолах, где происходит газообмен с капиллярами.Слизистые железы выделяют слизь в дыхательные пути, сохраняя их влажными и гибкими. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Птичьи легкие

Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.3

Птицы сталкиваются с уникальной проблемой в отношении дыхания: они летают. Полет потребляет много энергии; Таким образом, птицам требуется много кислорода для поддержания метаболических процессов. Птицы развили дыхательную систему, которая снабжает их кислородом, необходимым для полета.Как и у млекопитающих, у птиц есть легкие - органы, специализирующиеся на газообмене. Кислородный воздух, вдыхаемый во время вдоха, диффундирует по поверхности легких в кровоток, а углекислый газ диффундирует из крови в легкие и выводится во время выдоха. Детали дыхания у птиц и млекопитающих существенно различаются.

Помимо легких, у птиц внутри тела есть воздушные мешки. Воздух течет в одном направлении от задних воздушных мешков к легким и из передних воздушных мешков.Поток воздуха противоположен потоку крови, и газообмен происходит гораздо эффективнее. Этот тип дыхания позволяет птицам получать необходимый кислород даже на больших высотах, где концентрация кислорода низкая. Эта направленность воздушного потока требует двух циклов впуска и выдоха, чтобы полностью удалить воздух из легких.

Десятилетия исследований палеонтологов показали, что птицы произошли от тераподов, динозавров, питающихся мясом. Фактически, свидетельства окаменелостей показывают, что динозавры-мясоеды, которые жили более 100 миллионов лет назад, имели аналогичную проточную дыхательную систему с легкими и воздушными мешками.Например, Archeopteryx и Xiaotingia были летающими динозаврами и считаются ранними предшественниками птиц.

(a) Птицы имеют проточную дыхательную систему, в которой воздух течет в одном направлении из задних мешочков в легкие, а затем в передние воздушные мешочки. Воздушные мешки соединяются с отверстиями в полых костях. (б) Динозавры, от которых произошли птицы, имеют похожие полые кости и, как полагают, имели аналогичную дыхательную систему. (кредит b: модификация работы Зины Дерецкой, Национальный научный фонд)

Большинство из нас считает, что динозавры вымерли.Однако современные птицы являются потомками птичьих динозавров. Дыхательная система современных птиц развивалась на протяжении сотен миллионов лет.

На видео ниже представлен обзор дыхательной системы человека:

Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.4

Как только кислород диффундирует через альвеолы, он попадает в кровоток и транспортируется к тканям, где он разгружается, а углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы ​​для удаления из организма.Хотя газообмен - это непрерывный процесс, кислород и углекислый газ переносятся разными механизмами.

Хотя кислород растворяется в крови, таким образом транспортируется лишь небольшое количество кислорода. Только 1,5 процента кислорода в крови растворяется непосредственно в самой крови. Большая часть кислорода, около 98,5 процента, связана с белком, называемым гемоглобином, и переносится в ткани.

Гемоглобин

Гемоглобин, или Hb, представляет собой молекулу белка, обнаруженную в красных кровяных тельцах (эритроцитах), состоящую из четырех субъединиц: двух альфа-субъединиц и двух бета-субъединиц.Каждая субъединица окружает центральную группу гема, которая содержит железо и связывает одну молекулу кислорода, позволяя каждой молекуле гемоглобина связывать четыре молекулы кислорода. Молекулы с большим количеством кислорода, связанного с гемовыми группами, имеют ярко-красный цвет. В результате насыщенная кислородом артериальная кровь, в которой гемоглобин переносит четыре молекулы кислорода, становится ярко-красной, а деоксигенированная венозная кровь - более темно-красной.

Белок внутри (а) красных кровяных телец, который переносит кислород к клеткам и углекислый газ в легкие, - это (б) гемоглобин.Гемоглобин состоит из четырех симметричных субъединиц и четырех гемовых групп. Железо, связанное с гемом, связывает кислород. Это железо в гемоглобине, которое придает крови красный цвет.

Вторую и третью молекулу кислорода легче связать с Hb, чем первую молекулу. Это связано с тем, что молекула гемоглобина меняет свою форму или конформацию при связывании кислорода. ** Из-за некоторых изменений конформации можно сказать, что четвертый кислород немного сложнее связать, но в целом совместное связывание увеличивает способность кислорода связываться с гемоглобином и достигать большего насыщения.**

Связывание кислорода с гемоглобином можно изобразить как функцию парциального давления кислорода в крови (ось x) в зависимости от относительного насыщения Hb-кислородом (ось y). Полученный график, кривая диссоциации кислорода, имеет сигмоидальную или S-образную форму. По мере увеличения парциального давления кислорода гемоглобин становится все более насыщенным кислородом.

Кривая диссоциации кислорода показывает, что по мере увеличения парциального давления кислорода большее количество кислорода связывает гемоглобин.Однако сродство гемоглобина к кислороду может сдвигаться влево или вправо в зависимости от условий окружающей среды.

Почки отвечают за удаление избытка ионов H + из крови. Если почки откажут, что произойдет с pH крови и сродством гемоглобина к кислороду?

Факторы, влияющие на связывание кислорода

Переносимость кислорода гемоглобином определяет, сколько кислорода переносится кровью. Помимо PO2, другие факторы окружающей среды и заболевания могут влиять на пропускную способность и доставку кислорода.

Уровень углекислого газа, pH крови и температура тела влияют на способность переносить кислород. Когда диоксид углерода находится в крови, он реагирует с водой с образованием бикарбоната (HCO3-)

и ионы водорода (H + ). По мере увеличения уровня углекислого газа в крови вырабатывается больше H + и снижается pH. Это увеличение углекислого газа и последующее снижение pH снижает сродство гемоглобина к кислороду. Кислород диссоциирует от молекулы Hb, сдвигая кривую диссоциации кислорода вправо.Следовательно, для достижения такого же уровня насыщения гемоглобина, как при более высоком pH, требуется больше кислорода. Подобный сдвиг кривой также является следствием повышения температуры тела. Повышенная температура, например, из-за повышенной активности скелетных мышц, вызывает снижение сродства гемоглобина к кислороду.

Молекулы углекислого газа переносятся в крови из тканей организма в легкие одним из трех способов: растворением непосредственно в крови, связыванием с гемоглобином или переносом в виде бикарбонат-иона.Некоторые свойства углекислого газа в крови влияют на его транспорт. Во-первых, углекислый газ более растворим в крови, чем кислород. В плазме растворяется от 5 до 7 процентов всего углекислого газа. Во-вторых, углекислый газ может связываться с белками плазмы или может проникать в эритроциты и связываться с гемоглобином. Эта форма переносит около 10 процентов углекислого газа. Когда углекислый газ связывается с гемоглобином, образуется молекула, называемая карбаминогемоглобином. Связывание углекислого газа с гемоглобином обратимо.Следовательно, когда он достигает легких, углекислый газ может свободно отделяться от гемоглобина и выводиться из организма.

В-третьих, большинство молекул диоксида углерода (85 процентов) переносятся как часть бикарбонатной буферной системы. В этой системе углекислый газ диффундирует в красные кровяные тельца. Карбоангидраза (КА) в красных кровяных тельцах быстро превращает углекислый газ в угольную кислоту (H 2 CO 3 ). Угольная кислота представляет собой нестабильную промежуточную молекулу, которая немедленно диссоциирует на ионы бикарбоната (HCO-3) и ионы водорода (H + ).Поскольку диоксид углерода быстро превращается в ионы бикарбоната, эта реакция позволяет продолжать поглощение диоксида углерода кровью при понижении градиента его концентрации. Это также приводит к образованию ионов H + . Если вырабатывается слишком много H + , это может изменить pH крови.

Когда кровь достигает легких, ион бикарбоната переносится обратно в эритроцит в обмен на ион хлорида. Ион H + отделяется от гемоглобина и связывается с ионом бикарбоната.При этом образуется промежуточная углекислота, которая снова превращается в диоксид углерода под действием фермента СА. Производимый углекислый газ выводится через легкие во время выдоха.

Преимущество бикарбонатной буферной системы состоит в том, что углекислый газ «всасывается» в кровь с небольшим изменением pH системы. Это важно, потому что для серьезной травмы или смерти требуется лишь небольшое изменение общего pH организма. Наличие этой бикарбонатной буферной системы также позволяет людям путешествовать и жить на больших высотах: когда парциальное давление кислорода и углекислого газа изменяется на большой высоте, бикарбонатная буферная система регулирует регулирование содержания углекислого газа при поддержании правильного pH в организме. .

На видео ниже представлен обзор переноса кислорода и углекислого газа в кровотоке человека:

Как работают легкие? - InformedHealth.org

Наши легкие - одни из самых крупных жизненно важных органов. Кислород, который вы вдыхаете, попадает в легкие и оттуда переходит в кровь. Затем он транспортируется ко всем клеткам вашего тела через кровоток. Легкие расположены в области груди, они защищены ребрами грудной клетки.Их структуру можно сравнить со структурой перевернутого дерева: трахея разветвляется на два дыхательных пути, называемых бронхами, которые ведут к легким. Внутри легких дыхательные пути продолжают разветвляться на более узкие дыхательные пути, пока не будут достигнуты воздушные мешочки.

Что такое малое кровообращение?

Когда вы вдыхаете (вдыхаете), воздух, содержащий кислород, попадает в дыхательное горло, проходит через бронхи и в конечном итоге достигает воздушных мешочков. Эти воздушные мешочки, называемые альвеолами, отвечают за газообмен.Они немного похожи на виноград на концах ветвей бронхов. В здоровых легких содержится около 300 миллионов воздушных мешков. Каждый воздушный мешок окружен сетью тонких кровеносных сосудов (капилляров).

Кислород во вдыхаемом воздухе проходит через тонкую оболочку воздушных мешочков в кровеносные сосуды. Это известно как диффузия. Кислород в крови затем разносится по телу в кровотоке, достигая каждой клетки. Когда кислород попадает в кровоток, углекислый газ покидает его.Двуокись углерода (СО2) - это отходы клеточного метаболизма. Вы избавляетесь от него на выдохе (выдохе). Этот газ транспортируется в направлении, противоположном кислороду: он проходит из кровотока через слизистую оболочку воздушных мешков в легкие и выходит наружу.

Газообмен в легких

Что происходит, когда вы дышите?

Когда вы вдыхаете, ваша грудь и легкие расширяются. Когда вы выдыхаете, ваши легкие снова становятся меньше. Оба эти движения вызываются диафрагмой и мышцами, которые проходят между ребрами (межреберные мышцы).Мы дышим, не думая об этом.

В состоянии покоя взрослые дышат от 14 до 16 раз в минуту. За один нормальный вдох вдыхается около полулитра воздуха. Когда вы более активны, ваше дыхание становится быстрее и глубже, чтобы в кровь попало больше кислорода.

Общая физическая форма человека во многом зависит от того, насколько хорошо работают его легкие и сердце. Функцию ваших легких можно измерить с помощью различных дыхательных тестов.

Строение легких

У взрослых дыхательное горло (трахея) имеет длину около десяти сантиметров и разветвляется на два основных бронха, известных как правый бронх и левый бронх.Затем эти главные бронхи делятся на более мелкие вторичные бронхи (долевые бронхи) - три в правом легком и два в левом. В левом легком меньше места, потому что оно делит пространство с сердцем.

Затем вторичные бронхи разветвляются на ряд третичных бронхов (сегментарных бронхов). Правое легкое состоит из десяти областей, известных как бронхолегочные сегменты. Левое легкое состоит из девяти таких сегментов. Каждый сегмент снабжен своим собственным третичным бронхом и собственной ветвью легочной (легочной) артерии.Это означает, что отдельные сегменты могут быть удалены при необходимости, например, из-за серьезного заболевания легких или травмы.

Дыхательное горло и бронхи выстланы продуцирующими слизь клетками и миллионами крошечных волосковидных выступов, называемых ресничками. Если вы вдыхаете вредные вещества, такие как пыль или другие частицы, слизь и реснички гарантируют, что они не останутся в ваших легких: в слизь попадает постороннее вещество, и реснички постоянно перемещаются вперед и назад, вынося слизь из вашего тела. легкие в горло, где вы либо проглатываете, либо откашляете.Если более крупные посторонние предметы попадают в дыхательное горло, срабатывает кашлевой рефлекс.

Источники

  • Andreae S. Lexikon der Krankheiten und Untersuchungen. Штутгарт: Тиме; 2008.

  • Menche N. (Hg.) Biologie Anatomie Physiologie. Мюнхен: Урбан и Фишер / Эльзевир; 2012.

  • Pschyrembel W. Klinisches Wörterbuch. Берлин: Де Грюйтер; 2014.

  • Информация о здоровье IQWiG написана с целью помочь люди понимают преимущества и недостатки основных вариантов лечения и здоровья услуги по уходу.

    Поскольку IQWiG - немецкий институт, некоторая информация, представленная здесь, относится к Немецкая система здравоохранения. Пригодность любого из описанных вариантов в индивидуальном случай можно определить, посоветовавшись с врачом. Мы не предлагаем индивидуальных консультаций.

    Наша информация основана на результатах качественных исследований. Это написано команда медицинские работники, ученые и редакторы, а также рецензируются внешними экспертами. Вы можете найти подробное описание того, как создается и обновляется наша медицинская информация в наши методы.

Обмен углекислого газа - обзор

Регламент

Самая важная роль системы контроля дыхания - поддержание гомеостаза, регулирование дыхания для оптимизации обмена кислорода и углекислого газа. Дыхание иногда ошибочно называют «вегетативной» функцией, то есть регулирующим действием, опосредованным гладкими мышцами и железами. Хотя калибр дыхательных путей может регулироваться гладкими мышцами дыхательных путей, существенная роль скелетных мышц в респираторном насосе исключает дыхание из этой категории.Аэробный метаболизм потребляет O 2 и производит CO 2 . В легких эти газы обмениваются посредством пассивной диффузии на границе альвеолярно-капиллярной области, которая у человека имеет площадь поверхности около 70 м 2 . Чтобы переместить O 2 внутрь и CO 2 наружу, легкое расширяется и сжимается под действием скелетных мышц дыхательного насоса. Важнейшие центральные цепи регулятивного контроля дыхания находятся в стволе головного и спинного мозга. Следовательно, децеребрация рострально к мосту приводит к нормальному ритму дыхания, способному реагировать на многие гомеостатические проблемы.В регуляторный компонент также входят нейронные цепи, лежащие в основе обработки периферических хемосенсорных и механосенсорных сигналов, относящихся к дыханию, а также рефлексов, защищающих дыхательные пути и легкие, включая кашель, чихание, вздох и рвоту.

Автоматическое дыхание у млекопитающих стабильно и лабильно ( Таблица 1 ). По мере того, как метаболизм увеличивается или уменьшается, вентиляция должна соответственно меняться. При переходе от отдыха к легкой физической нагрузке потребление O 2 может легко утроиться.Поскольку в крови имеется лишь небольшой резервуар O 2 (примерно 4 мин в состоянии покоя), вентиляция должна изменяться быстро и точно.

Таблица 1. Дыхание одновременно устойчивое и лабильное

9039 9039 9038 9038
Надежное Лабильное
Работает при рождении Быстрая реакция7
100 лет! Изменения осанки
Сложно утомлять Сон-бодрствование
Отказ не является вариантом Гипоксия
0.5 × 10 циклов Гиперкапноэ
Более медленные реакции
Высота
Болезнь
Развитие / старение 9038
Фонация / речь
Жевание / глотание

У здоровых людей в состоянии покоя нормальное дыхание во время бодрствования и спокойного сна (называемое эупноэ) характеризуется чередованием потока воздуха на вдохе и выдохе примерно с 12-15. вдохов в минуту.Млекопитающие уникальны среди позвоночных тем, что имеют диафрагму - обращенный вверх куполообразный лист мышц, разделяющий грудные и брюшные внутренние органы. У взрослого умеренное сокращение диафрагмы (отклонение вниз ~ 1,5 см) с проходимостью дыхательных путей расширяет легкие на ~ 500 мл. У людей выдох в состоянии покоя не требует активных усилий, поскольку эластичность раздутого легкого и расширенная грудная клетка вызывают отдачу обратно в их объем в состоянии покоя. Этот объем в конце выдоха называется функциональной остаточной емкостью легких.Точный ритмический паттерн активации мышц для дыхания оптимизирован для минимизации расхода энергии (<5% общего метаболизма тела в состоянии покоя, увеличивается до 10% во время тяжелых упражнений), поскольку дыхание - это, по сути, непрерывное поведение на протяжении всей жизни. В эволюционном временном масштабе неэффективность представляет собой неблагоприятные условия для выживания, а в более коротком временном масштабе неэффективность из-за болезни или травмы приводит к серьезному дискомфорту при дыхании или одышке (одышке). Одышка является важным сигналом, обеспечивающим обратную связь о том, что дыхание каким-то образом нарушено и что изменения в поведении могут быть оправданы.

Резкие изменения дыхания лежат в основе важных рефлексов. Кашель, сильный вдох с последующим сильным выдыхательным усилием сначала в закрытую, а затем в открытую голосовую щель, создает высокоскоростной турбулентный поток выдыхаемого воздуха, который перемещает слизь и посторонние предметы от легких, вверх по дыхательным путям и к рту. Кляп - это мощный скоординированный рефлекс, направленный на смещение предметов, закупоривающих дыхательные пути. Чихание представляет собой быстрое выдыхательное усилие, которому предшествует сильный вдох.Вздох - это очень большое усилие на вдохе, которое может повторно наполнить части легких, разрушенные из-за легочного заболевания, такого как пневмония; вздохи также могут быть вызваны определенными эмоциональными состояниями, и взаимосвязь между механизмами рефлекторных и эмоциональных вздохов неизвестна.

Дыхание - это автоматическая функция и, как таковая, является одним из немногих видов поведения, которое можно изучать in vivo у интактных бодрствующих, находящихся под наркозом или децеребрированных животных. Он также может быть исследован на препаратах с высоким содержанием in vitro, как правило, от новорожденных грызунов.Такие препараты позволили провести широкий спектр исследований, которые в настоящее время поддерживают глубокое понимание основных нейронных механизмов, лежащих в основе дыхания у млекопитающих: (1) основной ритм генерируется в стволе мозга, (2) ритм преобразуется в паттерн моторнейронной активности премоторных цепей и мотонейронов в продолговатом и спинном мозге, и (3) ритм и паттерн модулируются различными афферентами: источники в стволе головного мозга включают «центральные хеморецепторы», серотонинергические шва и различные норадренергические эффекты ствола головного мозга. и дофаминергические нейроны, и ростральный мост.Периферические источники, такие как хеморецепторы в каротидных телах и механорецепторы легких и дыхательных мышц, также модулируют дыхание.

В последнее время в исследованиях дыхательного ритма и генерации паттернов преобладали исследования, в которых использовались сильно восстановленные препараты in vitro и in situ , которые генерируют ритмичный двигательный паттерн, связанный с дыханием. Ключевые ранние открытия включали следующее: (1) Дыхательный ритм сохраняется в тонких (250-700 мкм) поперечных срезах ствола мозга, которые охватывают пре-Бетцингерский комплекс (preBötC).(2) Ритм сохраняется в этих препаратах после ослабления постсинаптического торможения, предполагая возможность того, что сетевые взаимодействия не являются необходимыми для генерации дыхательного ритма.

Двуокись углерода


2

Ключ к снижению выбросов CO2 сделан из металла

29 сентября 2020 г. - Исследователи производят яблочную кислоту, содержащую 4 атома углерода, путем искусственного фотосинтеза, просто добавляя ионы металлов, таких как алюминий и железо.Это решает проблему с нынешним искусственным ...


«Лакмусовая бумага для CO2:» Ученые разрабатывают бумажные датчики для углекислого газа

2 июня 2020 - Новый датчик для обнаружения углекислого газа может быть изготовлен на простом листе бумаги, согласно ...


Удаление «темной стороны» искусственных листьев

31 июля 2019 г. - Хотя искусственные листья многообещающи как способ вывести из атмосферы углекислый газ - мощный парниковый газ, у искусственных листьев есть «темная сторона», на которую не обращали внимания...


Новый метод преобразования двуокиси углерода в метан при низких температурах

27 февраля 2020 г. - Ученые разработали новый метод преобразования углекислого газа в метан с помощью электрического поля при низких температурах. По сравнению с предыдущими методами, этот новый метод может производить любое количество метана ...


Как контролировать поглощение углекислого газа растениями

21 сентября 2020 г. - Сколько углекислого газа, основного парникового газа, стоящего за глобальным потеплением, поглощается растениями на суше? Это обманчиво сложный вопрос, поэтому группа ученых рекомендует объединить два...


Первая полностью перезаряжаемая углекислотная батарея с углеродным нейтралитетом

26 сентября 2019 г. - Исследователи первыми показали, что литий-углекислотные батареи могут быть разработаны для работы на полностью перезаряжаемой основе, и они успешно протестировали литий-углекислотные батареи ...


Перемещение искусственных листьев из лаборатории в воздух

12 февраля 2019 г. - Исследователи предложили дизайнерское решение, позволяющее переносить искусственные листья из лаборатории в окружающую среду.Их улучшенный лист, который будет использовать углекислый газ - мощный парниковый газ ...


Дождь важен для воздействия углекислого газа на луга

6 марта 2019 г. - Биомасса растительности на пастбищах увеличивается в ответ на повышенный уровень углекислого газа, но меньше, чем ожидалось. Растительность на пастбищах с влажным весенним сезоном имеет наибольший ...


Получение графена из диоксида углерода

8 июля 2019 г. - Широкой общественности известно химическое соединение углекислого газа как парникового газа в атмосфере из-за его эффекта глобального потепления.Однако углекислый газ также может быть полезным сырьем ...


Изучение взаимосвязи между азотом и диоксидом углерода в выбросах парниковых газов

14 декабря 2020 г. - Междисциплинарное исследование десятилетнего эксперимента (1997-2009 гг.) Показало, что более низкие уровни азота в почве способствуют высвобождению углекислого газа из почв при высоких уровнях атмосферного углерода ...


Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ, причем тут углерод откуда?

Ховард Кларк, Райд

Как и другие вещи в жизни, дышать не так просто.То, что мы вдыхаем, далеко не чистый кислород, а примерно 78 процентов азота, 21 процент кислорода, 0,965 процента аргона и 0,04 процента углекислого газа (плюс немного гелия, воды и других газов). Постоянные газы в воздухе, которые мы выдыхаем, состоят примерно на 78 процентов из азота, от 15 до 18 процентов кислорода (мы удерживаем лишь небольшое количество), от 4 до 5 процентов углекислого газа и 0,96 процента аргона, причем CO2, конечно, используется растениями. во время фотосинтеза.

Джон Мойр, Моллимук

Углеводы.

Matt Wormald, Neutral Bay

Деревья и растения выделяют углекислый газ при дыхании, а также при гибели и гниении. Мы вдыхаем кислород и часть этого углекислого газа. На выдохе мы выдыхаем меньше кислорода, но больше углекислого газа, чем вдыхаем.

Пол Робертс, Lake Cathie

Углерод, который мы выдыхаем в виде углекислого газа, поступает из углерода, содержащегося в пище, которую мы едим. Углеводы, жиры и белки, которые мы потребляем и перевариваем, в конечном итоге преобразуются различными биохимическими путями в организме в глюкозу (C6h22O6).Затем молекула глюкозы соединяется с кислородом в клетках тела в результате химической реакции, называемой «клеточное окисление». Эта химическая реакция является экзотермической, то есть она производит химическую энергию, необходимую для управления всеми другими химическими реакциями и функциями клетки. Конечными продуктами окисления глюкозы являются углекислый газ и вода. Углекислый газ растворяется в крови, переносится кровообращением в легкие и выдыхается.

Dr John Frith, Paddington

Каждая живая клетка нашего тела выполняет высвобождающий энергию процесс дыхания, при котором глюкоза (простой сахар) медленно «сжигается» (окисляется) с выделением углекислого газа (выводится через легкие). ) и вода.Глюкоза - это углевод, а также продукт пищеварительного разложения крахмала (в картофеле и т. Д.). Глюкоза вырабатывается в листьях растений в первую очередь за счет солнечной энергии - процесс фотосинтеза является обратным дыханию.

Chris Hasemore, Bangalee

Углерод присутствует в атмосфере Земли в основном в виде углекислого газа. Это составляет 0,04 процента постоянно вдыхаемых газов, которые превращаются примерно в 4,5 процента того, что мы выдыхаем. Только 21 процент того, что мы вдыхаем, составляет кислород, и 15-18 процентов из этого количества выдыхается, и тело сохраняет (как правило) достаточно для своих нужд.

Джон Мойр, Моллимук

Как решается, какая сторона улицы будет пронумерована нечетной, а другая четной?

Кажется странным - четным и нечетным - что нечетные числа обычно находятся слева, а четные - справа. Есть о чем подумать. Проблема требует решения.

Джим Дьюар, Северный Госфорд

Вам не нужно быть ученым из Родоса, чтобы знать, что четные числа на улицах опережают эти довольно нечетные числа, поэтому четные числа расположены на лучшей стороне улицы

Стив Барретт , Glenbrook

Я жил в разных городах и в разных странах, и я жил на нечетной стороне улицы.Следовательно, моя сторона нечетная, а другая - четная!

Howard Clark, Ryde

Практически все местные советы здесь следуют европейской схеме, то есть: нечетные числа слева, если смотреть из исходной точки в начале дороги, и четные числа справа. Одна из немногих вещей, которыми они управляют, не рискуя назначением администратора.

Джон Мойр, Моллимук

Система нечетных и четных номеров используется в большинстве англоязычных стран, при этом нечетные номера присваиваются западной или южной сторонам улицы.В Австралии граница между советами может спровоцировать перезапуск нумерации. В сельской местности, где количество объектов недвижимости невелико, цифры могут быть связаны с расстоянием от начала дороги. Например, придорожный ящик № 230 будет находиться в 2300 м от начала дороги.

Энн Брайт, Кенсингтон

Номера улиц в Новом Южном Уэльсе традиционно определяются по указателю в Маккуори Плейс, Сидней, где раньше находился Департамент земель. Нумерация начинается с конца, ближайшего к маркеру, с номера один справа, 2 слева и так далее.Это заговор Декстера.

Greg Evans, The Oaks

Как и в Европе, в австралийских адресах слева от начала улицы используются нечетные числа, а справа - четные. Улица обычно начинается в ближайшей точке к ближайшему GPO в городе или городе.

Пол Робертс, Lake Cathie

Наполеону часто приписывают идею о нечетных числах с одной стороны и четных с другой. Но у разных советов разная политика. В Мэнли наш семейный дом был номером 3 на нашем пути; это было слева.В Элдерсли (муниципалитет Камден) мы номер 22 на нашей улице и по-прежнему слева. Странно, правда?

Дональд Ховард, Элдерсли

Если бы Адольф Гитлер не пришел к власти, случилась бы Вторая мировая война?

Начало Второй мировой войны началось в 1937 году, когда Япония вторглась в Китай, создав напряженность в отношениях с США. В Европе сталинская Россия в любом случае аннексировала бы страны Балтии и Польшу. У Англии был договор о помощи с Польшей, и поэтому они объявили бы войну России.Мы никогда не слышим о том, что Англия также должна была объявить войну России в 1939 году, а не только Германии, когда они обе разделили Польшу.

Konrad Hoersch, Collaroy

Это может быть более интересный вопрос: если бы Первая мировая война когда-либо случилась, пришел бы к власти Адольф Гитлер?

Фил Стилвелл, Уэвертон

Гитлер ввел Германию во Вторую мировую войну на фоне краха Веймарской республики, безудержной бедности и предполагаемой несправедливости Версальского мирного договора, что вызвало возмущение среди немецких националистов.Если бы Адольф потерпел поражение в Первой мировой войне, более чем вероятно, что какой-нибудь другой фанатик снова вверг бы страну в войну.

Джим Дьюар, Северный Госфорд

Нацистская партия пришла к власти, используя безудержный национализм, включая антисемитизм и антикоммунизм, и пропаганду. Безжалостность нацистского переворота, возможно, позволила любому лидеру втянуть их в войну, но, в конце концов, именно харизматическая речь Гитлера стерла все опасения людей, которые могли возникнуть после Первой мировой войны, побудила их бороться за Lebensraum («место для жизни» ) и довел их до окончательного конфликта.

Джон Мойр, Моллимук

Да! Напряжение между Японией и США спровоцировало бы войну на Тихом океане, а напряжение, которое позже привело к Холодной войне, могло бы вызвать конфликт в Европе.

Уолтер Пайк, Киама

Без Адольфа Гитлера, появился бы Израиль когда-либо?

Джон Мандельсон, Паддингтон

Люди могут отказаться отвечать на призыв Адольфа Гитлера.

Джунг Динь, Эрмингтон

В конце концов да.Гитлер стал катализатором Второй мировой войны, но он был не единственным диктатором. Сталин был хуже его, и Муссолини тоже был довольно крайним. В то время возникали и умирают империи, политическая нестабильность в Западной и Восточной Европе создавала возможность для правителей, намеревающихся создать свою собственную империю. Не забывайте и об амбициях Японии на другом конце света. Итак, эпоха монархических обществ колониального экспансионистского типа должна была когда-нибудь закончиться. Конечно, кое-что могло быть иначе; возможно, холокоста не произошло бы.

Дэвид Були, Сифорт

Да. Страх коммунистической революции, репарации, бедность, безработица, неконтролируемая инфляция, уязвленная национальная гордость, безудержный национализм, этническая ненависть и врожденный милитаризм были лишь некоторыми из причин, сделавших войну неизбежной. Столкнувшись с тем, что Великобритания и Франция гладят ротвейлера, а США исследуют свой собственный пупок, Гитлер был лишь одним из множества демагогов, готовых наброситься на него.

Пол Робертс, Лейк Кэти

Этого бы, наверное, не произошло.Гитлер присоединился к политике после ожесточения, которое последовало за Первой мировой войной с Версальским договором, чтобы попытаться (как он это видел) отомстить за Германию. Вся его политика была направлена ​​на воссоздание Германской империи - Великой Германии, что восстановило бы чувство гордости и чести Германии в ответ на условия Договора. Война была вызвана его желанием получить все больше и больше земли для достижения lebensraum («жизненного пространства»). Если бы у него никогда не было причин заниматься политикой, вероятно, не было бы причин для Второй мировой войны.

Савита Нараян, Норт-Эппинг

Любые ответы

Кто оказывает музыке больше услуг: композитор или исполнитель?

Почему экономика всегда должна расти? Что бы произошло, если бы он просто оставался нейтральным?

Кремация лучше земного захоронения или наоборот?

Подача кислорода и выброс углекислого газа


Кровообращение в сердце и легких

Газообмен в легких

Видео на YouTube ниже (3:09) иллюстрирует транспортировку кислорода от легких к клеткам по всему телу.

Сотовая газовая биржа

Кислород необходим клеткам для выработки клеточной энергии из глюкозы или жирных кислот. После реоксигенации крови в легких она покидает левый желудочек сердца и распределяется по телу во все более разветвленных кровеносных сосудах. Артерии разветвляются на артериолы, которые, в свою очередь, в конечном итоге разветвляются на капилляры. На изображении ниже слева показана артериола, разветвляющаяся на более мелкие капилляры, которые поставляют питательные вещества и насыщенные кислородом эритроциты (эритроциты) метаболизирующим клеткам (показаны пунктирным коричневым цветом).По мере того, как эритроциты проходят через капилляры и выделяют кислород в клетки, они постепенно деоксигенируются (фиолетовые эритроциты). В то же время углекислый газ и другие отходы переносятся в капиллярную кровь для экскреции. Затем капиллярная кровь поступает в венулы и возвращается в сердце и легкие, где CO 2 выдыхается, и кровь подвергается повторной оксигенации. Изображение справа показывает разрезанный капилляр в поперечном сечении. Просвет (внутренняя часть) капилляра показан синим цветом с одним эритроцитом, поскольку капилляры настолько тонкие, что эритроциты часто проходят через них по одному.Эндотелиальные клетки, выстилающие капилляр, показаны зеленым цветом, а метаболизирующие клетки, получающие кислород и питательные вещества из капилляра, показаны коричневым пунктиром.

Это видео (56 секунд) показывает, как CO 2 транспортируется из тканей в легкие.

вернуться наверх | предыдущая страница | следующая страница

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *