Какво представлява обменът на газ в кръвта, белите дробове и тъканите? Характеристики на газообмена. Как протича газовата обмяна в белите дробове. Каква газова обмяна се извършва в белите дробове

Газообмен в белите дробовевъзниква поради дифузията на газовете през тънките епителни стени на алвеолите и капилярите. Съдържанието на кислород в алвеоларния въздух е много по-високо, отколкото във венозната кръв на капилярите и има по-малко въглероден диоксид. В резултат на това парциалното налягане на кислорода в алвеоларния въздух е 100-110 mm Hg. Чл., И в белодробните капиляри - 40 mm Hg. Изкуство. Парциалното налягане на въглеродния диоксид, напротив, е по-високо във венозната кръв (46 mm Hg), отколкото в алвеоларния въздух (40 mm Hg). Поради разликата в парциалното налягане на газовете, кислородът на алвеоларния въздух ще дифундира в бавно течащата кръв на алвеоларните капиляри, а въглеродният диоксид ще дифундира в обратна посока. Кислородните молекули, влизащи в кръвта, взаимодействат с еритроцитния хемоглобин и във формата образуван оксихемоглобинсе пренасят в тъканите.

Газообмен в тъканитеизвършвани по подобен начин. В резултат на окислителните процеси в клетките на тъканите и органите концентрацията на кислород е по-ниска, а въглеродният диоксид е по-висок, отколкото в артериалната кръв. Поради това кислородът от артериалната кръв дифундира в тъканната течност, а от нея в клетките. Движението на въглеродния диоксид се извършва в обратна посока. В резултат на това кръвта от артериалната, богата на кислород, се превръща във венозна, обогатена с въглероден диоксид.

По този начин движещата сила на газообмена е разликата в съдържанието и, като следствие, парциалното налягане на газовете в тъканните клетки и капилярите.

Нервна и хуморална регулация на дишането.

Дишането се регулира дихателен център,разположени в продълговатия мозък. Представлява се от центъра за вдишване и центъра за издишване.Нервните импулси, които възникват в тези центрове последователно, по низходящите пътища, достигат до двигателните диафрагмални и междуребрените нерви, които контролират движенията на съответните дихателни мускули. Нервните центрове получават информация за състоянието на дихателните органи от множество механо- и хеморецептори, разположени в белите дробове, дихателните пътища и дихателните мускули.

Промените в дишането възникват рефлекторно. Променя се с болково дразнене, с дразнене на коремните органи, рецепторите на кръвоносните съдове, кожата, рецепторите на дихателните пътища. При вдишване на амонячни пари, например, се дразнят рецепторите на лигавицата на назофаринкса, което води до рефлексно задържане на дишането. Това е важна адаптация, която предотвратява навлизането на токсични и дразнещи вещества в белите дробове.

От особено значение за регулацията на дишането са импулсите, идващи от рецепторите на дихателната мускулатура и от рецепторите на самите бели дробове. От тях до голяма степен зависи дълбочината на вдишване и издишване. Случва се така: при вдишване, при разтягане на белите дробове се дразнят рецепторите в стените им. Импулсите от рецепторите на белите дробове по протежение на аферентните влакна достигат до дихателния център, инхибират центъра за вдишване и възбуждат центъра за издишване. В резултат на това дихателните мускули се отпускат, гръдният кош се спуска, диафрагмата придобива формата на купол, обемът на гръдния кош намалява и настъпва издишване. Затова се казва, че вдишването рефлексивно предизвиква издишване. Издишването от своя страна рефлексивно стимулира вдъхновението.

Кората на главния мозък участва в регулирането на дишането, осигурявайки най-фината адаптация на дишането към нуждите на тялото във връзка с промените в условията на околната среда и живота на тялото.

Ето примери за влиянието на кората на главния мозък върху дишането. Човек може да задържи дъха си за известно време, по желание да промени ритъма и дълбочината на дихателните движения. Влиянието на кората на главния мозък обяснява предстартовите промени в дишането при спортистите - значително задълбочаване и ускоряване на дишането преди началото на състезанието. Възможно е да се развият условни дихателни рефлекси. Ако към вдишания въздух се добави около 5-7% въглероден диоксид, който в такава концентрация ускорява дишането и дишането е придружено от удара на метроном или камбана, тогава след няколко комбинации само звънец или ритъмът на метроном ще предизвика учестяване на дишането.

Защитните дихателни рефлекси - кихане и кашляне - спомагат за отстраняването на чужди частици, попаднали в дихателните пътища, излишната слуз и др.

Хуморалната регулация на дишането се състои в това, че увеличаването на въглеродния диоксид в кръвта повишава възбудимостта на инспираторния център поради получаването на нервни импулси от хеморецептори, разположени в големите артериални съдове, мозъчния ствол.

Сега е установено, че въглеродният диоксид има не само директен стимулиращ ефект върху дихателния център. Натрупването на въглероден диоксид в кръвта предизвиква дразнене на рецепторите в кръвоносните съдове, които пренасят кръвта към главата (каротидни артерии), и рефлекторно възбужда дихателния център. По подобен начин действат и други киселинни продукти, влизащи в кръвта, като например млечната киселина, чието съдържание в кръвта се увеличава при мускулна работа. Киселините повишават концентрацията на водородни йони в кръвта, което предизвиква възбуждане на дихателния център.

Респираторна хигиена.

Дихателните органи са входна врата за проникване на патогени, прах и други вещества в човешкото тяло. Значителна част от малки частици и бактерии се установяват върху лигавицата на горните дихателни пътища и се отстраняват от тялото с помощта на цилиарния епител. Някои микроорганизми все още навлизат в дихателните пътища и белите дробове и могат да причинят различни заболявания (тонзилит, грип, туберкулоза и др.). За да се предотвратят респираторни заболявания, е необходимо редовно да се проветряват жилищните помещения, да се поддържат чисти, да се правят дълги разходки на чист въздух и да се избягва посещаването на многолюдни места, особено по време на епидемии от респираторни заболявания.

Пушенето на тютюневи изделия причинява голяма вреда на дихателните органи - както на самия пушач, така и на околните (пасивно пушене).Токсичните вещества в тютюневия дим отравят организма и причиняват различни заболявания (бронхит, туберкулоза, астма, рак на белия дроб и др.). ).

туберкулоза -инфекция, позната от древността и наречена "консумация", тъй като болните вехнеха пред очите ни, вехнеха. Това заболяване е хронична инфекция със специфичен вид бактерии (Mycobacterium tuberculosis), които обикновено засягат белите дробове. Туберкулозната инфекция не се предава толкова лесно, колкото другите респираторни инфекции, тъй като е необходимо многократно и продължително излагане на частици, излъчвани, когато пациентът кашля или киха, за да влязат достатъчно бактерии в белите дробове. Значителен рисков фактор е престоят в пренаселени стаи с лоши санитарни условия и честият контакт с болни от туберкулоза.

Туберкулозните микобактерии са силно устойчиви във външна среда. На тъмно място в храчките те могат да останат жизнеспособни в продължение на много месеци. Под въздействието на пряка слънчева светлина микобактериите умират след няколко часа. Те са чувствителни към висока температура, активирани разтвори на хлорамин, белина. Как да лекувате това заболяване с народни средства, вижте тук.

Инфекцията има два етапа. Бактериите първо навлизат в белите дробове, където повечето от тях се унищожават от имунната система. Бактериите, които не са убити, се улавят от имунната система в твърди капсули, наречени туберкули, които се състоят от много различни клетки. бактерии туберкулозане може да причини увреждане или симптоми, докато е в туберкулоза, и много хора никога не развиват заболяване. Само при малка част (около 10 процента) от заразените хора заболяването прогресира до втория, активен стадий.

Активният стадий на заболяването започва, когато бактериите напуснат туберкулите и засягат други части на белите дробове. Бактериите също могат да навлязат в кръвта и лимфната система и да се разпространят в тялото. При някои хора активният стадий настъпва няколко седмици след първоначалната инфекция, но в повечето случаи вторият стадий започва чак след няколко години или десетилетия. Фактори като стареене, отслабена имунна система и лошо хранене увеличават риска бактериите да се разпространят извън туберкулите. Най-често при активна туберкулоза бактериите разрушават белодробната тъкан и затрудняват много дишането, но болестта може да засегне и други части на тялото, включително мозъка, лимфните възли, бъбреците и стомашно-чревния тракт. Ако туберкулозата не се лекува, тя може да бъде фатална.

Болестта понякога се нарича бяла чума заради пепелявия тен на жертвите. Туберкулозата е водещата причина за смърт в световен мащаб, въпреки разработването на ефективни лечения

лекарства.

Източникът на инфекция е болен човек, болни домашни любимци и птици. Най-опасните пациенти с отворена форма белодробна туберкулоза, освобождаване на патогени с храчки, капки слуз при кашлица, говорене и др. Пациентите с туберкулозни лезии на червата, пикочно-половите и други вътрешни органи са по-малко епидемиологично опасни.

Сред домашните животни най-голямо значение като източник на инфекция имат говедата, които отделят патогени с млякото, и свинете.

Начините за предаване на инфекцията са различни. По-често инфекцията става по капков път чрез храчки и слюнка, отделяни от пациентите при кашляне, говорене, кихане, а също и чрез прах във въздуха.

Важна роля играе и контактно-битовият начин на разпространение на инфекцията както директно от пациента (ръце, замърсени с храчки), така и чрез различни битови предмети, замърсени с храчки. Хранителните продукти могат да заразят пациент с туберкулоза; освен това инфекцията може да се предаде от туберкулозни животни чрез тяхното мляко, млечни продукти и месо.

Възприемчивостта към туберкулоза е абсолютна. Протичането на инфекциозния процес зависи от състоянието на организма и неговата устойчивост, храненето, условията на живот, условията на труд и др.

Екскреторна функция на белите дробове -отстраняване на повече от 200 летливи вещества, образувани в тялото или влизащи в него отвън. По-специално въглеродният диоксид, метан, ацетон, екзогенни вещества (етилов алкохол, етилов етер), наркотични газообразни вещества (халотан, азотен оксид), образувани в тялото, се отстраняват от кръвта през белите дробове в различна степен. Водата също се изпарява от повърхността на алвеолите.

В допълнение към климатизацията, белите дробове участват в защитата на тялото от инфекции. Микроорганизмите, които са се заселили по стените на алвеолите, се улавят и унищожават от алвеоларните макрофаги. Активираните макрофаги произвеждат хемотаксични фактори, които привличат неутрофилни и еозинофилни гранулоцити, които излизат от капилярите и участват във фагоцитозата. Макрофагите с абсорбирани микроорганизми са в състояние да мигрират към лимфните капиляри и възли, в които може да се развие възпалителна реакция. За защита на тялото от инфекциозни агенти, които влизат в белите дробове с въздух, лизозим, интерферон, имуноглобулини (IgA, IgG, IgM), специфични левкоцитни антитела, образувани в белите дробове, са важни.

Филтриране и кръвоспиращобелодробна функция- когато кръвта преминава през малкия кръг в белите дробове, малки кръвни съсиреци и емболи се задържат и отстраняват от кръвта.

Тромбите се разрушават от фибринолитичната система на белите дробове. Белите дробове синтезират до 90% хепарин, който, влизайки в кръвта, предотвратява нейната коагулация и подобрява реологичните свойства.

Кръвен депозитв белите дробове може да достигне до 15% от обема на циркулиращата кръв. Това не изключва кръвта, която е влязла в белите дробове от циркулацията. Наблюдава се увеличаване на кръвоснабдяването на съдовете на микроваскулатурата и вените на белите дробове, а "депозираната" кръв продължава да участва в газообмена с алвеоларния въздух.

метаболитна функциявключва: образуването на фосфолипиди и повърхностно активни протеини, синтеза на протеини, които изграждат колаген и еластични влакна, производството на мукополизахариди, които изграждат бронхиалната слуз, синтеза на хепарин, участие в образуването и разрушаването на биологично активни и други вещества.

В белите дробове ангиотензин I се превръща в силно активен вазоконстрикторен фактор - ангиотензин II, брадикининът се инактивира с 80%, серотонинът се улавя и отлага, както и 30-40% норепинефрин. В тях хистаминът се инактивира и натрупва, до 25% от инсулина, 90-95% от простагландините от групи Е и F са инактивирани; образуват се простагландин (вазодилатиращ простаниклин) и азотен оксид (NO). Депозираните биологично активни вещества при стрес могат да бъдат освободени от белите дробове в кръвта и да допринесат за развитието на шокови реакции.

Таблица. Нереспираторни функции на белите дробове

функция	Характеристика
Защитен	Пречистване на въздуха (ресничести епителни клетки. реологични свойства), клетъчен (алвеоларни макрофаги, неутрофили, лимфоцити), хуморален (имуноглобулини, комплемент, лактоферин, антипротеази, интерферон) имунитет, лизозим (серозни клетки, алвеоларни макрофаги)
Детокс	Оксидазна система
Синтез на физиологично активни вещества	Брадикинин, серотонин, левкотриени, тромбоксан А2, кинини, простагландини, NO
Метаболизъм на различни вещества	В малък кръг се инактивират до 80% от брадикинина, до 98% от серотонина, до 60% от каликреина.
липиден метаболизъм	Синтез на повърхностно активни вещества (ПАВ), синтез на собствени клетъчни структури
Метаболизъм на протеини	Синтез на колаген и еластин ("скелет" на белия дроб)
въглехидратния метаболизъм	ЯМР хипоксия до 1/3 от изразходвания CO за окисление на глюкозата
Кръвоспиращ	Синтез на простациклин, NO, ADP, фибринолиза
Кондициониране	Овлажняване на въздуха
отделителна	Отстраняване на метаболитни продукти
Воден баланс	Изпаряване на вода от повърхността, транскапиларен обмен (изпотяване)
терморегулация	Пренос на топлина в горните дихателни пътища
депозиране	До 500 ml кръв
Хипоксична вазоконстрикция	Стесняване на белодробните съдове с намаляване на O2 в алвеолите

Газообмен в белите дробове

Най-важната функция на белите дробове- осигуряване на газообмен между въздуха на белодробните алвеоли и кръвта на капилярите на малкия кръг. За да се разберат механизмите на обмен на газ, е необходимо да се знае газовият състав на медиите, които се обменят помежду си, свойствата на алвеолокапилярните структури, през които се осъществява обменът на газ, и да се вземат предвид характеристиките на белодробния кръвен поток и вентилация.

Състав на алвеоларния и издишания въздух

Съставът на атмосферния, алвеоларния (съдържащ се в белодробните алвеоли) и издишания въздух е представен в таблица. 1.

Таблица 1. Съдържанието на основните газове в атмосферния, алвеоларния и издишания въздух

Въз основа на определянето на процента на газовете в алвеоларния въздух се изчислява тяхното парциално налягане. При изчисленията налягането на водната пара в алвеоларния газ се приема равно на 47 mm Hg. Изкуство. Например, ако съдържанието на кислород в алвеоларния газ е 14,4% и атмосферното налягане е 740 mm Hg. чл., тогава парциалното налягане на кислорода (p0 2) ще бъде: p0 2 \u003d [(740-47) / 100] . 14,4 = 99,8 mmHg Изкуство. В покой парциалното налягане на кислорода в алвеоларния газ варира около 100 mm Hg. чл., а парциалното налягане на въглеродния диоксид е около 40 mm Hg. Изкуство.

Въпреки редуването на вдишване и издишване по време на тихо дишане, съставът на алвеоларния газ се променя само с 0,2-0,4%, относителното постоянство на състава на алвеоларния въздух се поддържа и обменът на газ между него и кръвта продължава непрекъснато. Постоянността на състава на алвеоларния въздух се поддържа поради ниската стойност на коефициента на вентилация на белите дробове (LVL). Този коефициент показва каква част от функционалния остатъчен капацитет се обменя за атмосферен въздух за 1 дихателен цикъл. Обикновено CVL е 0,13-0,17 (т.е. при спокойно дишане се обменя приблизително 1/7 от FFU). Съставът на алвеоларния газ по отношение на съдържанието на кислород и въглероден диоксид се различава с 5-6% от атмосферния.

Таблица. 2. Газов състав на вдишания и алвеоларен въздух

Коефициентът на вентилация на различните области на белите дробове може да се различава, така че съставът на алвеоларния газ има различна стойност не само в отдалечени, но и в съседни области на белия дроб. Зависи от диаметъра и проходимостта на бронхите, производството на сърфактант и разтегливостта на белите дробове, положението на тялото и степента на напълване на белодробните съдове с кръв, скоростта и съотношението на продължителността на вдишване и издишване. и т.н. Особено силно влияние върху този показател оказва гравитацията.

Ориз. 2. Динамика на движението на кислорода в белите дробове и тъканите

С възрастта стойността на парциалното налягане на кислорода в алвеолите практически не се променя, въпреки значителните свързани с възрастта промени в много показатели на външното дишане (намаляване на , TEL, бронхиална проходимост, повишаване на FFU, TOL и др.). Поддържането на стабилността на индекса на рО 2 в алвеолите се улеснява от свързаното с възрастта увеличение на дихателната честота.

Дифузия на газове между алвеолите и кръвта

Дифузията на газовете между алвеоларния въздух и кръвта се подчинява на общия закон на дифузията, според който движещата сила е разликата в парциалните налягания (напрежения) на газа между алвеолите и кръвта (фиг. 3).

Газовете, които са в разтворено състояние в кръвната плазма, течаща към белите дробове, създават своето напрежение в кръвта, което се изразява в същите единици (mm Hg) като парциалното налягане във въздуха. Средната стойност на напрежението на кислорода (pO 2) в кръвта на капилярите на малкия кръг е 40 mm Hg. Чл., а парциалното му налягане в алвеоларния въздух е 100 mm Hg. Изкуство. Градиентът на кислородното налягане между алвеоларния въздух и кръвта е 60 mm Hg. Изкуство. Напрежението на въглеродния диоксид в постъпващата венозна кръв е 46 mm Hg. Чл., В алвеолите - 40 mm Hg. Изкуство. и градиентът на налягането на въглеродния диоксид е 6 mm Hg. Изкуство. Тези градиенти са движещата сила зад газообмена между алвеоларния въздух и кръвта. Трябва да се има предвид, че тези градиенти съществуват само в началото на капилярите, но когато кръвта се движи през капиляра, разликата между парциалното налягане в алвеоларния газ и напрежението в кръвта намалява.

Ориз. 3. Физико-химични и морфологични условия на газообмен между алвеоларен въздух и кръв

Скоростта на обмен на кислород между алвеоларния въздух и кръвта се влияе както от свойствата на средата, през която се осъществява дифузията, така и от времето (около 0,2 s), през което прехвърлената част от кислорода се свързва с хемоглобина.

За да премине от алвеоларния въздух към еритроцита и да се свърже с хемоглобина, кислородната молекула трябва да дифундира през:

• слой от сърфактант, покриващ алвеолата;
• алвеоларен епител;
• базални мембрани и интерстициално пространство между епитела и ендотела;
• капилярен ендотел;
• слой кръвна плазма между ендотела и еритроцита;
• еритроцитна мембрана;
• слой цитоплазма в еритроцита.

Общото разстояние на това дифузионно пространство е от 0,5 до 2 µm.

Факторите, влияещи върху дифузията на газовете в белите дробове, са отразени във формулата на Фик:

V = -kS(P 1 -P 2)/d,

където V е обемът на дифузиращия газ; k е коефициентът на пропускливост на средата за газове в зависимост от разтворимостта на газа в тъканите и неговото молекулно тегло; S е площта на дифузионната повърхност на белите дробове; R 1 и R 2 - газово напрежение в кръвта и алвеолите; d е дебелината на дифузионното пространство.

На практика с диагностична цел се определя показател, т.нар дифузионен капацитет на белите дробове за кислород(DL O2). Той е равен на обема на кислорода, дифундиран от алвеоларния въздух в кръвта през цялата газообменна повърхност за 1 минута при градиент на налягането на кислорода от 1 mm Hg. Изкуство.

DL O2 = Vo 2 /(P 1 −P 2)

където Vo 2 е дифузията на кислород в кръвта за 1 минута; P 1 - парциално налягане на кислорода в алвеолите; P 2 - кислородно напрежение в кръвта.

Понякога този индикатор се нарича трансферен коефициент.Обикновено, когато възрастен е в покой, стойността на DL O2 \u003d 20-25 ml / min mm Hg. Изкуство. По време на тренировка DL O2 се увеличава и може да достигне 70 ml / min mm Hg. Изкуство.

При по-възрастните хора стойността на DL O2 намалява; на 60 години е приблизително 1/3 по-малко от това на младите хора.

За определяне на DL O2 често се използва технически по-осъществимо определение на DL CO. Те поемат едно вдишване на въздух, съдържащ 0,3% въглероден окис, задържат дъха си за 10-12 секунди, след това издишват и чрез определяне на съдържанието на CO в последната част от издишания въздух изчисляват прехода на CO в кръвта: DL O2 = DL CO. 1.23.

Коефициентът на пропускливост на биологичните среди за CO 2 е 20-25 пъти по-висок, отколкото за кислород. Следователно, дифузията на CO 2 в тъканите на тялото и в белите дробове при градиенти на концентрация, по-ниски от тези на кислорода, е бърза, а въглеродният диоксид, съдържащ се във венозната кръв, по-висок (46 mm Hg. Art.) от в алвеолите (40 mm Hg. Art.), Парциалното налягане, като правило, успява да излезе в алвеоларния въздух дори при известна недостатъчност на кръвния поток или вентилация, докато обменът на кислород при такива условия намалява.

Ориз. 4. Газообмен в капилярите на системното и белодробното кръвообращение

Скоростта на движение на кръвта в белодробните капиляри е такава, че един еритроцит преминава през капиляра за 0,75-1 s. Това време е напълно достатъчно за почти пълно балансиране на парциалното налягане на кислорода в алвеолите и неговото напрежение в кръвта на белодробните капиляри. Необходими са само около 0,2 s, за да се свърже кислородът с еритроцитния хемоглобин. Налягането на въглеродния диоксид между кръвта и алвеолите също бързо се балансира. В пазача от белите дробове през вените на малкия кръг на артериалната кръв при здрав човек, при нормални условия, напрежението на кислорода е 85-100 mm Hg. Чл., И напрежението CO 2 -35-45 mm Hg. Изкуство.

За характеризиране на условията и ефективността на газообмена в белите дробове, заедно с DL 0, се използва и коефициентът на използване на кислород (KI O2), който отразява количеството кислород (в ml), абсорбирано от 1 литър въздух, постъпващ в белите дробове: KI 02 \u003d V O2 ml * min - 1 / MOD l * min -1 Нормален CI = 35-40 ml * l -1.

Газообмен в тъканите

Обменът на газ в тъканите следва същите модели като обмена на газ в белите дробове. Дифузията на газовете върви по посока на техните градиенти на напрежение, нейната скорост зависи от големината на тези градиенти, площта на функциониращите кръвоносни капиляри, дебелината на дифузионното пространство и свойствата на газовете. Много от тези фактори, а оттам и скоростта на обмен на газ, могат да варират в зависимост от линейната и обемната скорост на кръвния поток, съдържанието и свойствата на хемоглобина, температурата, pH, активността на клетъчните ензими и редица други условия.

В допълнение към тези фактори, обменът на газове (особено кислород) между кръвта и тъканите се улеснява от: подвижността на молекулите на оксихемоглобина (тяхната дифузия към повърхността на мембраната на еритроцита), конвекцията на цитоплазмата и интерстициалната течност, както и филтриране и реабсорбция на течност в микроваскулатурата.

Газообмен на кислород

Газообменът между артериалната кръв и тъканите започва още на нивото на артериолите с диаметър 30-40 микрона и се извършва в цялата микроваскулатура до нивото на венулите. Основната роля в газообмена обаче играят капилярите. За изследване на газообмена в тъканите е полезно да се разбере така нареченият "тъканен цилиндър (конус)", който включва капиляр и съседни тъканни структури, снабдени с кислород (фиг. 5). Диаметърът на такъв цилиндър може да се прецени от междукапилярното разстояние. Той е около 25 микрона в сърдечния мускул, 40 микрона в мозъчната кора и 80 микрона в скелетните мускули.

Движещата сила на обмена на газ в тъканния цилиндър е градиентът на напрежението на кислорода. Има надлъжни и напречни градиенти. Надлъжният градиент е насочен по протежение на капиляра. Напрежението на кислорода в началната част на капиляра може да бъде около 100 mm Hg. Изкуство. Тъй като еритроцитите се придвижват към венозната част на капиляра и кислородът дифундира в тъканта, pO2 пада средно до 35–40 mm Hg. чл., но при някои условия може да падне до 10 mm Hg. Изкуство. Напречният градиент на напрежение на O2 в тъканния цилиндър може да достигне 90 mm Hg. Изкуство. (в най-отдалечените тъканни области от капиляра, в така наречения "мъртъв ъгъл", p0 2 може да бъде 0-1 mm Hg).

Ориз. Фиг. 5. Схематично представяне на "тъканния цилиндър" и разпределението на напрежението на кислорода в артериалните и венозните краища на капиляра в покой и по време на интензивна работа

Така в тъканните структури доставката на кислород до клетките зависи от степента на тяхното отстраняване от кръвоносните капиляри. Клетките, съседни на венозната част на капиляра, са в най-лоши условия за доставка на кислород. За нормалното протичане на окислителните процеси в клетките е достатъчно напрежение на кислорода от 0,1 mm Hg. Изкуство.

Условията на газообмен в тъканите се влияят не само от междукапилярното разстояние, но и от посоката на движение на кръвта в съседните капиляри. Ако посоката на кръвния поток в капилярната мрежа, заобикаляща дадена тъканна клетка, е многопосочна, това повишава надеждността на снабдяването на тъканта с кислород.

Ефективността на улавяне на кислород от тъканите се характеризира със стойността коефициент на използване на кислорода(KUK) е съотношението на обема кислород, абсорбиран от тъканта от артериалната кръв за единица време, изразен като процент, към общия обем кислород, доставен от кръвта към съдовете на тъканта за същото време. Възможно е да се определи FMC на тъкан чрез разликата в съдържанието на кислород в кръвта на артериалните съдове и във венозната кръв, изтичаща от тъканта. В състояние на физическа почивка при човек средната стойност на CMC е 25-35%. Дори по време на косене стойността на КУК в различните органи не е еднаква. В покой АС на миокарда е около 70%.

При физическа активност степента на използване на кислорода нараства до 50-60%, а в някои от най-активно работещите мускули и сърцето може да достигне 90%. Такова увеличение на FCA в мускулите се дължи предимно на увеличаване на кръвния поток в тях. В същото време капилярите, които не функционират в покой, се отварят, площта на дифузионната повърхност се увеличава и разстоянията на дифузия на кислорода намаляват. Увеличаването на кръвния поток може да бъде причинено както рефлекторно, така и под въздействието на локални фактори, които разширяват мускулните съдове. Такива фактори са повишаване на температурата на работещия мускул, повишаване на pCO 2 и намаляване на pH на кръвта, които не само увеличават кръвния поток, но също така причиняват намаляване на афинитета на хемоглобина към кислорода и ускоряване на дифузията на кислород от кръвта в тъканите.

Намаляването на напрежението на кислорода в тъканите или трудността при използването му за тъканно дишане се нарича хипоксия.Хипоксията може да бъде резултат от нарушение на белодробната вентилация или циркулаторна недостатъчност, нарушение на дифузията на газове в тъканите, както и липса на активност на клетъчните ензими.

Развитието на тъканна хипоксия на скелетните мускули и сърцето се предотвратява до известна степен от съдържащия се в тях хромопротеин - миоглобин, който играе ролята на кислородно депо. Простетичната група на миоглобина е подобна на хема на хемоглобина, а протеиновата част на молекулата е представена от единична полипептидна верига. Една молекула миоглобин е в състояние да свърже само една молекула кислород, а 1 g миоглобин - 1,34 ml кислород. Особено много миоглобин се съдържа в миокарда - средно 4 mg / g тъкан. При пълна оксигенация на миоглобина кислородът, създаден от него в 1 g тъкан, ще бъде 0,05 ml. Този кислород може да стигне за 3-4 съкращения на сърцето. Афинитетът на миоглобина към кислорода е по-висок от този на хемоглобина. Налягането на полунасищане P 50 за миоглобина е между 3 и 4 mm Hg. Изкуство. Следователно, при условия на достатъчно кръвоснабдяване на мускула, той съхранява кислород и го освобождава само когато възникнат условия, близки до хипоксия. Миоглобинът при хората свързва до 14% от общото количество кислород в тялото.

През последните години бяха открити други протеини, които могат да свързват кислорода в тъканите и клетките. Те включват протеина невроглобин, намиращ се в мозъчната тъкан и ретината, и цитоглобин, открит в невроните и други видове клетки.

Хипероксия -повишено кислородно напрежение в кръвта и тъканите спрямо нормата. Това състояние може да се развие, когато човек диша чист кислород (за възрастен човек такова дишане е допустимо за не повече от 4 часа) или когато е поставен в камери с високо налягане на въздуха. При хипероксия симптомите на кислородно отравяне могат постепенно да се развият. Следователно, при продължително използване на дишане с газова смес с високо съдържание на кислород, съдържанието му не трябва да надвишава 50%. Особено опасно е повишеното съдържание на кислород във вдишвания въздух за новородените. Продължителното вдишване на чист кислород крие опасност от увреждане на ретината, белодробния епител и някои мозъчни структури.

Газообмен на въглероден диоксид

Обикновено напрежението на въглеродния диоксид в артериалната кръв варира от 35-45 mm Hg. Изкуство. Градиентът на напрежението на въглеродния диоксид между вливащата се артериална кръв и клетките около тъканния капиляр може да достигне 40 mm Hg. Изкуство. (40 mm Hg в артериалната кръв и до 60-80 mm в дълбоките клетъчни слоеве). Под действието на този градиент въглеродният диоксид дифундира от тъканите в капилярната кръв, което води до повишаване на напрежението в нея до 46 mm Hg. Изкуство. и повишаване на съдържанието на въглероден диоксид до 56-58 об.%. Около една четвърт от целия въглероден диоксид, напускащ тъканта в кръвта, се свързва с хемоглобина, останалата част, благодарение на ензима карбоанхидраза, се свързва с вода и образува въглеродна киселина, която бързо се неутрализира чрез добавяне на Na "и K" йони и транспортирани до белите дробове под формата на тези бикарбонати.

Количеството разтворен въглероден диоксид в човешкото тяло е 100-120 литра. Това е около 70 пъти повече кислородни резерви в кръвта и тъканите. При промяна на напрежението на въглеродния диоксид в кръвта се извършва интензивно преразпределение между нея и тъканите. Следователно, при неадекватна вентилация на белите дробове, нивото на въглеродния диоксид в кръвта се променя по-бавно от нивото на кислорода. Тъй като мастните и костните тъкани съдържат особено голямо количество разтворен и свързан въглероден диоксид, те могат да действат като буфер, улавяйки въглеродния диоксид по време на хиперкапния и освобождавайки го по време на хипокапния.

Кръвта, която тече към белите дробове от сърцето (венозна), съдържа малко кислород и много въглероден диоксид; въздухът в алвеолите, напротив, съдържа много кислород и по-малко въглероден диоксид. В резултат на това се осъществява двупосочна дифузия през стените на алвеолите и капилярите. кислородът преминава в кръвта, а въглеродният диоксид се движи от кръвта към алвеолите. В кръвта кислородът навлиза в червените кръвни клетки и се свързва с хемоглобина. Наситената с кислород кръв става артериална и навлиза в лявото предсърдие през белодробните вени.

При хората обменът на газове завършва за няколко секунди, докато кръвта преминава през алвеолите на белите дробове. Това е възможно благодарение на огромната повърхност на белите дробове, която комуникира с външната среда. Общата повърхност на алвеолите е над 90 m 3 .

Обменът на газове в тъканите се извършва в капилярите. През тънките им стени кислородът навлиза от кръвта в тъканната течност и след това в клетките, а въглеродният диоксид от тъканите преминава в кръвта. Концентрацията на кислород в кръвта е по-голяма, отколкото в клетките, така че той лесно дифундира в тях.

Концентрацията на въглероден диоксид в тъканите, където се събира, е по-висока, отколкото в кръвта. Следователно той преминава в кръвта, където се свързва с плазмените химични съединения и отчасти с хемоглобина, пренася се с кръвта в белите дробове и се освобождава в атмосферата.

Предмет:Дихателната система

Урок: Устройството на белите дробове. Газообмен в белите дробове и тъканите

Човешките бели дробове са чифтен конусообразен орган (виж фиг. 1). Отвън те са покрити с белодробна плевра, гръдната кухина е покрита с париетална плевра. Между двата слоя на плеврата има плеврална течност, която намалява силата на триене по време на вдишване и издишване.

Ориз. 1.

За 1 минута белите дробове изпомпват 100 литра въздух.

Бронхите се разклоняват, образувайки бронхиоли, в краищата на които има тънкостенни белодробни мехурчета - алвеоли (виж фиг. 2).

Ориз. 2.

Стените на алвеолите и капилярите са еднослойни, което улеснява газообмена. Изградени са от епител. Те отделят сърфактант, който предотвратява слепването на алвеолите и вещества, които убиват микроорганизмите. Отпадъчните биологично активни вещества се усвояват от фагоцитите или се отделят под формата на храчки.

Ориз. 3.

Кислородът от въздуха на алвеолите преминава в кръвта, а въглеродният диоксид от кръвта преминава в алвеоларния въздух (виж фиг. 3).

Това се дължи на парциалното налягане, тъй като всеки газ се разтваря в течност именно поради своето парциално налягане.

Ако парциалното налягане на газ в околната среда е по-високо от неговото налягане в течността, тогава газът ще се разтвори в течността, докато се установи равновесие.

Парциалното налягане на кислорода е 159 mm. rt. Изкуство. в атмосферата, а във венозна кръв - 44 мм. rt. Изкуство. Това позволява на кислорода от атмосферата да премине в кръвта.

Кръвта навлиза в белите дробове през белодробните артерии и се разпространява през капилярите на алвеолите в тънък слой, което насърчава газообмена (виж фиг. 4). Кислородът, преминавайки от алвеоларния въздух в кръвта, взаимодейства с хемоглобина, за да образува оксихемоглобин. В тази форма кислородът се пренася от кръвта от белите дробове до тъканите. Там парциалното налягане е ниско и оксихемоглобинът се дисоциира, освобождавайки кислород.

Ориз. 4.

Механизмите на отделяне на въглероден диоксид са подобни на механизмите на прием на кислород. Въглеродният диоксид образува нестабилно съединение с хемоглобина - карбохемоглобин, което се дисоциира в белите дробове.

Ориз. 5.

Въглеродният окис образува стабилно съединение с хемоглобина, което не се дисоциира. И такъв хемоглобин вече не може да изпълнява функцията си - да пренася кислород в тялото. В резултат на това човек може да умре от задушаване дори при нормална белодробна функция. Затова е опасно да се намирате в затворено, непроветрено помещение, в което работи кола или се загрява печка.

Допълнителна информация

Много хора дишат често (повече от 16 пъти в минута), докато правят плитки дихателни движения. В резултат на такова дишане въздухът навлиза само в горните части на белите дробове, а в долните части се получава застой на въздуха. В такава среда се наблюдава интензивно размножаване на бактерии и вируси.

За да проверите самостоятелно правилността на дишането, ще ви е необходим хронометър. Ще бъде необходимо да се определи колко дихателни движения прави човек в минута. В този случай е необходимо да се следи процеса на вдишване и вдишване.

Ако коремните мускули се напрягат по време на дишане, това е коремен тип дишане. Ако обемът на гръдния кош се промени, това е торакален тип дишане. Ако се използват и двата механизма, тогава човек има смесен тип дишане.

Ако човек прави до 14 дихателни движения в минута, това е отличен резултат. Ако човек направи 15 - 18 движения - това е добър резултат. И ако повече от 18 движения - това е лош резултат.

Библиография

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология. 8. - М.: Дропла.

2. Пасечник В.В., Каменски А.А., Швецов Г.Г. / Ед. Пасечник В.В. Биология. 8. - М.: Дропла.

3. Драгомилов А.Г., Маш Р.Д. Биология. 8. - М.: Вентана-граф.

Домашна работа

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология. 8. - М.: Дропла. - С. 141, задачи и въпрос 1, 3, 4.

2. Каква роля играе парциалното налягане в газообмена?

3. Каква е структурата на белите дробове?

4. Подгответе кратко съобщение, в което обяснете защо азотът, въглеродният диоксид и други компоненти на въздуха не навлизат в кръвта по време на вдишване.

В белите дробове се извършва обмен на газ между въздуха, влизащ в алвеолите, и кръвта, протичаща през капилярите. Интензивният газообмен между въздуха на алвеолите и кръвта се улеснява от малката дебелина на така наречената въздушно-кръвна бариера. Стените на алвеолите са изградени от еднослоен плосък епител, покрит отвътре с тънък слой от фосфолипид - повърхностноактивно вещество, което предотвратява слепването на алвеолите при издишване и намалява повърхностното напрежение.Газообмен между въздух и кръв. По време на вдишване концентрацията на парциалното налягане на кислорода в алвеолите е много по-висока от 100 mm Hg. чл., отколкото във венозна кръв 40 mm Hg. чл., протичащи през белодробните капиляри. Поради това кислородът лесно напуска алвеолите в кръвта, където бързо влиза в комбинация с еритроцитите на хемоглобина. В същото време въглеродният диоксид, чиято концентрация във венозната кръв на капилярите е висока, 47 mm Hg. Art., дифундира в алвеолите, където парциалното му налягане е под 40 mm Hg. Чл.. От алвеолите лекият въглероден диоксид се отделя с издишания въздух.Поради специалното свойство на хемоглобина да се свързва с кислород и въглероден диоксид, кръвта може да абсорбира тези газове в значително количество

В тъканите на тялото в резултат на непрекъснат метаболизъм и интензивни окислителни процеси се изразходва кислород и се образува въглероден диоксид.Образуваният при метаболизма въглероден диоксид преминава от тъканите в кръвта и се свързва с хемоглобина. В този случай се образува нестабилно съединение - карбохемоглобин. Ензимът карбоанхидраза, разположен в еритроцитите, допринася за бързото свързване на хемоглобина с въглеродния диоксид.

Недостатъчното снабдяване на тъканите с кислород може да възникне хипоксия, когато има липса на кислород във вдишания въздух.

Когато спрете, спрете дишането, се развива асфиксия. Това състояние може да възникне по време на удавяне или други неочаквани обстоятелства.

23. Понятието хипоксия. Остри и хронични форми. Видове хипоксия.

Хипоксията е типичен патологичен процес, който възниква при недостатъчно снабдяване на тъканите с кислород или нарушение на неговото използване в процеса на биологично окисление. Това кислородно гладуване на тъканите може да възникне под въздействието на физични, химични, биологични и други фактори.Различните органи и тъкани имат различна чувствителност към липсата на кислород и АТФ. Мозъчната тъкан е най-чувствителна към хипоксия. по време на хипоксия страдат предимно клетките на централната нервна система Видове хипоксия Екзогенна хипоксия: 1 хипоксична нормобарна - възниква при продължителен престой в затворени, лошо вентилирани помещения в мини, кладенци, кабини на самолети и др.; 2 хипоксична хипобарна - развива се с намаляване на парциалното налягане на кислорода p02 във вдишания въздух поради намаляване на барометричното налягане, при изкачване на височина планинска или височинна болест; 3 хипероксична - възниква в условия на излишък на кислород, който не се консумира от тялото и има токсичен ефект, блокира тъканното дишане, усложнение на хипербарната оксигенация Ендогенна хипоксия по време на патологични процеси в тялото: 1 респираторна - възниква при заболявания на белите дробове, трахеята, плеврата, развива се при сърдечни заболявания кръвоносни съдове и кръвоносни съдове 3 хемична кръв - доставя се с намаляване на броя на еритроцитите с различни анемии или с промяна в свойствата на хемоглобина и нарушаване на способността му да отделя кислород; 4 тъкан - възниква при нарушаване на окислително-редукционните процеси в клетките, 5 смесени - се развива с едновременна дисфункция на редица системи, които осигуряват доставка на кислород към тъканите. Острата хипоксия се развива бързо и често се проявява с остра дихателна и сърдечно-съдова недостатъчност. - задух, тахикардия, главоболие, гадене, повръщане, психични разстройства, нарушена координация на движенията, цианоза, понякога зрителни и слухови нарушения.Хроничната хипоксия се характеризира с дълъг курс и се проявява с кръвни заболявания, хронична сърдечно-съдова и дихателна недостатъчност, дихателна нарушения на кръвообращението, главоболие, раздразнителност, дистрофични промени в тъканите.Общата хипоксия се характеризира с кислороден и енергиен глад на целия организъм. Локалната хипоксия се характеризира с кислороден и енергиен глад на индивида

24. Нарушения на функциите на тялото при хипоксия.

Най-ранните признаци на церебрална кислородна недостатъчност са обща възбуда, еуфория, отслабване на вниманието и увеличаване на броя на грешките при решаването на сложни проблеми. След това идва инхибиране, сънливост, нарушена координация на движенията. възможна загуба на съзнание, поява на конвулсии, парализа.При тежка кислородна недостатъчност е нарушено дишането: става често, повърхностно, с явления на хиповентилация. След това идва респираторна депресия. Неправилните дихателни движения могат да бъдат заменени от краткотрайно спиране на дишането. При някои видове хипоксия се появява цианоза - цианоза на кожата, която е свързана с намаляване на CO2 и съдържанието на оксихемоглобин в кръвта. При респираторна хипоксия, поради намаляване на CO2 в артериалната кръв, се развива централна дифузна цианоза. При циркулаторна хипоксия се развива периферна акроцианоза поради намаляване на CO2 във венозна кръв. Хипоксията също нарушава функционирането на сърдечно-съдовата система. тахикардия и повишено кръвно налягане. потискане на сърдечната дейност. Във всички органи и тъкани, с изключение на мозъка и сърцето, има изразено нарушение на микроциркулацията, което увеличава тежестта на кислородния глад на тъканите.Опасно е рязкото намаляване на бъбречния кръвен поток, тъй като това може да доведе до развитие на некроза на кортикалния слой на бъбрека и остра бъбречна недостатъчност. Основният метаболизъм първо се увеличава, а след това намалява с тежка хипоксемия. Телесната температура се понижава, разграждането на мазнините също се засилва. Поради липсата на кислород мастните киселини не могат да бъдат напълно разградени, следователно по време на хипоксия кетокиселините се натрупват в клетките и кръвта. В резултат на енергиен дефицит се нарушава работата на йонните помпи и се натрупват калиеви йони.

25. Компенсаторни механизми при хипоксия.

При условия на хипоксия веднага се включват спешни адаптивни реакции. Те се осигуряват от рефлексни механизми, включващи централната нервна система. Дихателни механизми: 1 увеличаване на белодробната вентилация чрез увеличаване на дълбочината и честотата на дишане компенсаторна недостиг на въздух; 2 увеличаване на дихателната повърхност на белите дробове поради вентилацията на допълнителни алвеоли; 3 повишаване на пропускливостта на алвеолокапилярната мембрана за 02 и CO2 Хемодинамични механизми: 1 повишаване на сърдечния дебит поради увеличаване на ударния обем и сърдечната честота; 2 повишаване на тонуса на кръвоносните съдове и ускоряване на кръвния поток; 3 преразпределение на кръвта в кръвоносните съдове Хематогенни механизми: 1 повишаване на съдържанието на еритроцити в периферната кръв поради мобилизирането им от депото; 2 повишена хематопоеза; 3 увеличаване на дисоциацията на оксихемоглобина в кислород и хемоглобин Тъканни механизми. 1 увеличаване на количеството кислород, доставян на тъканите от артериалната кръв; 2 активиране на анаеробна гликолиза; 3 отслабване на интензивността на метаболизма в органите, Дългосрочните адаптивни реакции са представени чрез адаптиране към хипоксия Асфиксията е състояние, което се проявява с рязко намаляване или пълно спиране на доставката на кислород и отделянето на въглероден диоксид тяхното компресиране отвън: има четири етапа.Първият етап е повишаване на възбудимостта на дихателните и вазомоторните центрове, тонуса на симпатиковата нервна система. инспираторна диспнея повишено кръвно налягане; при конвулсии.Във втория етап се повишава тонуса на парасимпатиковата нервна система; развива се експираторна диспнея. брадикардия, трети етап -. Дишането спира за няколко минути, кръвното налягане се понижава, сърдечната дейност се забавя.Четвъртият етап се проявява с терминално дишане, кръвното налягане пада, сърдечните удари са редки, рефлексите избледняват; има конвулсии, неволно уриниране, дефекация. Смъртта идва от дихателна парализа.

26. Белтъчен метаболизъм и неговото регулиране.

По време на периода на растеж протеинът е необходим за образуването на нови клетки и тъкани. Колкото по-малко е детето, толкова повече протеин се изисква за всеки килограм телесно тегло. През първата година от живота на детето са необходими 5-5,5 г протеини за всеки килограм, на възраст от 1 до 3 години - 4-4,5 г. Момчетата се нуждаят от повече протеини, отколкото момичетата. Синтезът на протеини в развиващия се организъм доминира над разпадането. Следователно децата се характеризират с положителен азотен баланс. Има оптимални дневни дози протеини, при които има максимално забавяне или задържане на азота в организма. Увеличаването на количеството протеин над тази норма не е придружено от увеличаване на задържането на азот в тялото. Много е важно децата да получават достатъчно незаменими аминокиселини от храната. Лизин, който подпомага образуването на кръв, консумацията на триптофан, също необходим за растежа При деца на възраст от 1 до 3 години 75% от протеина, получен от храната, трябва да бъде от животински произход, 25% от растителен произход.Протеините не се отлагат в тялото в резерв, така че ако им дадете с храната повече от необходимото на тялото, тогава няма да настъпи увеличаване на задържането на азот и увеличаване на протеиновия синтез. В същото време киселинно-алкалният баланс на детето се нарушава, апетитът се влошава, отделянето на азот с урина и изпражнения се увеличава. С нарастване на възрастта съдържанието на животински протеини трябва да намалява, а на 5 години количеството и на двата протеина трябва да е същото. Азотният метаболизъм на децата се характеризира с наличието на креатин в урината им, докато урината на възрастните не го съдържа. Това се дължи на недостатъчното развитие на мускулите, които задържат креатина в зряла възраст. Едва към 17-18-годишна възраст креатинът изчезва от урината. Активността на много ензими се увеличава след раждането,

27. Въглехидратна и мастна обмяна, тяхната регулация.

Приетите с храната растителни и животински мазнини се разграждат в храносмилателния тракт до глицерол и мастни киселини, които се абсорбират в кръвта и лимфата и само частично в кръвта. От тези вещества, както и от метаболитните продукти на въглехидратите и протеините, се синтезират липиди. липидите са съществена част от клетъчните структури: цитоплазма, ядро ​​и клетъчна мембрана, особено нервните клетки. Липидите, които не са изразходвани в организма, се съхраняват в резерв под формата на мастни депа.Някои необходими за организма ненаситени мастни киселини - линолова, линоленова, арахидонова, трябва да постъпват в тялото в готов вид, тъй като тялото не може да ги синтезира – незаменими мастни киселини. Съдържат се в растителните масла Разтворимите в тях витамини постъпват в организма с мазнините: A, D, E, K, които са от жизненоважно значение. Нуждата на организма от липиди при децата е по-висока, колкото по-малко е детето. Невъзможно е да се развие общ и специфичен имунитет без мазнини.нестабилни при деца, с липса на въглехидрати в храната или с повишената им консумация, мастното депо бързо се изчерпва.Промените в съдържанието на различни липиди в организма причиняват постепенни нарушения в пропускливостта и плътността на клетъчните мембрани, което е придружено от влошаване на клетъчната функция. Характеристики на въглехидратния метаболизъм. Въглехидратите са основният източник на енергия. Най-голямо количество се съдържа в зърнените храни, картофите, плодовете и зеленчуците. Въглехидратите се разграждат в храносмилателния тракт до глюкоза, абсорбират се в кръвта и се абсорбират от клетките на тялото. Неизползваната глюкоза се съхранява като полизахарид гликоген в черния дроб и мускулите, който е въглехидратният резерв в тялото. Хипогликемията на ЦНС е особено чувствителна към липсата на глюкоза в кръвта. При леко понижаване на кръвната захар се забелязват слабост, замаяност, а при значителен спад на въглехидратите се появяват различни вегетативни нарушения, конвулсии и загуба на съзнание. Разграждането на въглехидратите може да се извърши както при аеробни, така и при анаеробни условия. Скоростта на разграждане на глюкозата и способността за бързо извличане и обработка на нейния резерв - гликоген - създават условия за спешна мобилизация на енергийните ресурси при рязка емоционална възбуда, интензивни мускулни натоварвания. Както знаете, въглехидратите са част от нуклеиновите киселини, цитоплазмата, играят важна пластична роля в образуването на клетъчните мембрани. Характерна особеност на въглехидратния метаболизъм при децата е високата смилаемост на въглехидратите до 99%. Трябва да се има предвид, че през първата година от живота лактазата е основният въглехидрат. Тялото на детето има голяма нужда от въглехидрати, тъй като интензивността на гликолизата в него е много висока, тя е с 35% по-висока, отколкото при възрастните. Дневната нужда от въглехидрати в ранна детска възраст е 10-12 г на 1 кг телесно тегло, на възраст от 1 до 3 години -193 г. Глюкозният толеранс при децата е по-висок, отколкото при възрастните.

28. Обмен на вода и минерални соли, неговата регулация.

Минералните соли не са източници на енергия, но тяхното приемане и отделяне е условие за нормалното му функциониране. Минералните соли създават определено осмотично налягане. Количеството соли, съдържащи се в детския организъм, нараства с възрастта. Особено голяма при децата е необходимостта от Ca и P, които са необходими за образуването на костна тъкан. Калцият влияе върху възбудимостта на нервната система, контрактилитета на мускулите, съсирването на кръвта, метаболизма на протеините и мазнините в организма. Най-голямата нужда от Ca се отбелязва през първата година от живота и по време на пубертета. През първата година от живота Ca се изисква 8 пъти повече, отколкото през втората, с намаляване на количеството Ca в тялото при възрастни, той започва да навлиза в кръвта от костната тъкан, n. При децата, в този случай, напротив, Ca се задържа от костната тъкан, кръвта. За нормалния процес на осификация е необходимо в тялото да постъпи достатъчно количество фосфор. При децата в предучилищна възраст съотношението на калций и фосфор трябва да бъде равно на едно. На 8-10 години калцият се изисква малко по-малко от фосфора: Фосфорът е необходим не само за растежа на костната тъкан, но и за нормалното функциониране на нервната система, повечето жлезисти и други органи.Количеството Na +, K + и Cl- йони в детската храна трябва да бъдат по-малко, отколкото в храната на възрастен, детето трябва да получава желязо с храна повече от възрастен. растящият организъм също се нуждае от микроелементи, много от тях участват в процесите на хемопоеза мед, кобалт, молибден. те се натрупват в тялото. Йодът е от съществено значение за образуването на хормони на щитовидната жлеза. Неговото отсъствие в храната води до развитие на болестта, ендемична гуша. Флуорът е необходим за правилното формиране на зъбните тъкани, особено на зъбния емайл Водно-солевия метаболизъм. Растежът и развитието на детето зависи от достатъчно количество вода в тялото, което осигурява интензивен метаболизъм. = водата в човешкото тяло е = градивен материал, катализатор на всички метаболитни процеси и терморегулатор на тялото. Общото количество вода в тялото зависи от възрастта, пола и затлъстеността. Средно тялото на мъжа съдържа около 61% вода, докато тялото на жената съдържа 51%. При децата водата много бързо се преразпределя между кръвта и тъканите. В червата на децата се абсорбира по-бързо, отколкото при възрастните. При децата тъканите бързо губят и натрупват вода. Липсата на вода причинява тежки смущения в междинния метаболизъм при децата. Колкото по-малко е детето, толкова повече вода трябва да получава на килограм тегло. Относителната нужда от вода намалява с възрастта, докато абсолютната се увеличава. Момчетата се нуждаят от повече вода, отколкото момичетата.

29. Отделителна система на човека. Нефронът е основната структурна и функционална единица на бъбреците. Фази на уриниране.

Отделителните органи включват: бъбреци, уретери, пикочен мехур, уретра. Нормалната функция на отделителната система поддържа киселинно-алкалния баланс и осигурява дейността на органите и системите на организма.

Бъбрек lat. ren; Гръцки nephos - сдвоен отделителен орган, който образува урина, има маса от 100-200 g, разположен отстрани на гръбначния стълб на нивото на XI гръдни и II-III лумбални прешлени.

Бъбреците са бобовидни, с горен и долен полюс, външни изпъкнали и вътрешни вдлъбнати ръбове, предна и задна повърхност. Бъбреците са покрити от три мембрани - бъбречна фасция, фиброзни и мастни капсули. Бъбрекът се състои от два слоя: външен светъл кортикален и вътрешен тъмен мозък.Кортикалното вещество навлиза в мозъка под формата на колони и го разделя на 5-20 бъбречни пирамиди. изграждащи бъбречните пирамиди.Основната функционална и структурна единица на бъбрека е нефронът, те са около 1,5 милиона.Нефрон фиг. 83 се състои от бъбречното телце, включително съдовия гломерул. Тялото е заобиколено от двустенна капсула Shumlyansky-Bowman капсула. Кухината на капсулата е облицована с еднослоен кубичен епител.Около 80% от нефроните са разположени в дебелината на кортикалното вещество - кортикални нефрони, а 18-20% са локализирани в медулата на бъбрека - юкстамедуларни перицеребрални нефрони , Кръвоснабдяването на бъбреците се дължи на добре развитите. венозна мрежа от кръвоносни съдове. Уретерът е чифтен орган, който пренася урината от бъбрека до пикочния мехур. Има форма на тръба с диаметър 6-8 мм, дължина 30-35 см. Разграничава коремната, тазовата и интрапариеталната част.прехода на коремната част към тазовата и преди вливането в пикочния мехур , Пикочният мехур е несдвоен кух орган, в който се натрупва урина 250-500 ml; разположен в долната част на таза. Формата и големината му зависят от степента на напълване с урина.В пикочния мехур се разграничават горната част, тялото, дъното и шийката. Уретрата е предназначена за периодично отделяне на урина от пикочния мехур и изхвърляне на семето при мъжете.Дневното количество диуреза на урината при възрастен е нормално 1,2-1,8 литра и зависи от течността, която е попаднала в тялото, температурата на околната среда и др. фактори. Цветът на нормалната урина е сламеножълт и най-често зависи от нейната относителна плътност. Реакцията на урината е леко кисела, относителната плътност е 1,010-1,025. Урината съдържа 95% вода, 5% твърди вещества, основната част от които е урея - 2%, пикочна киселина - 0,05%, креатинин - 0,075%. Първичната урина се движи по тубулите на нефрона. От него всички необходими на организма вещества и по-голямата част от водата се абсорбират обратно в кръвта.II фаза на уриниране – реабсорбция. В тубулите остават продукти на разпадане, хранителни вещества, от които тялото не се нуждае, или такива, които не може да съхранява, например глюкоза при диабет. В резултат на това се образува вторична урина около 1,5 литра на ден. От извитите тубули урината навлиза в събирателните каналчета, които се обединяват и отвеждат урината към бъбречното легенче. Оттам урината преминава през уретерите към пикочния мехур.

30. Нервна и хуморална регулация на бъбречната дейност. Регулиране на бъбречната дейност.

31. Понятието терморегулация. Химична и физическа терморегулация.

Температурата на отделните части на човешкото тяло е различна, което е свързано с различни условия за производство на топлина и топлообмен. При покой и умерена физическа активност най-високото производство на топлина и най-ниският топлообмен се наблюдават във вътрешните органи, така че тяхната температура е най-висока, най-високата в черния дроб е 37,8-38 ° C. Най-ниската температура на кожата при хората се наблюдава в областта на ръцете и краката, много по-високо е в подмишницата, където обикновено се измерва.При нормални условия при здрав човек температурата в подмишницата е 36,5-36,9 ° C. През деня температурата на човешкото тяло варира: минималната на 3-4 часа, максималната - на 16-18 часа. Способността на хомойотермните животни да поддържат телесната температура на постоянно ниво се осигурява от два взаимосвързани процеса - генериране на топлина и пренос на топлина.Химическата терморегулация осигурява определено ниво на производство на топлина, необходимо за нормалното протичане на ензимните процеси в тъканите. Най-интензивното генериране на топлина се получава в мускулите. При студени условия генерирането на топлина в мускулите се увеличава драстично. В процесите на генериране на топлина, освен мускулите, значителна роля играят черният дроб и бъбреците. Физическата терморегулация се осъществява чрез промяна на преноса на топлина от тялото. Преносът на топлина се осъществява по следните начини: Топлинно излъчване - излъчването осигурява пренос на топлина от тялото към околната среда с помощта на инфрачервено лъчение от повърхността на тялото. Топлопроводимостта се осъществява чрез контакт с предмети, чиято температура е по-ниска от телесната. Конвекцията осигурява пренос на топлина към въздуха или течността в близост до тялото. Отделянето на топлина от тялото се осъществява и чрез изпаряване на вода от повърхността на кожата и от лигавиците на дихателните пътища по време на дишане. през кожата се изпарява до 0,5 л вода на ден. Центърът за производство на топлина се намира в каудалната част на хипоталамуса. С разрушаването на тази част от мозъка на животно, механизмите на генериране на топлина се нарушават и такова животно става неспособно да поддържа телесната температура, когато температурата на околната среда спадне и се развива хипотермия. Центърът за пренос на топлина се намира в предния хипоталамус. С унищожаването на този регион животното също губи способността да поддържа изотермия, като същевременно се запазва способността да толерира ниски температури.