Atmosfera i dah žive prirode. Šta je izmjena plinova u krvi, plućima i tkivima? Karakteristike razmjene plinova Kod kojih se razmjena plinova životinja između atmosferskog zraka i krvi odvija kroz kožu

Međutim, udio kože u ljudskom disanju je zanemariv u odnosu na pluća, jer je ukupna površina tijela manja od 2 m2 i ne prelazi 3% ukupne površine plućnih alveola.

Glavne komponente respiratornog sistema su disajni putevi, pluća i respiratorni mišići, uključujući dijafragmu. Atmosferski zrak koji ulazi u ljudska pluća je mješavina plinova - dušika, kisika, ugljičnog dioksida i nekih drugih (slika 2).

Rice. 2. Prosječne vrijednosti parcijalnog tlaka plinova (mm Hg) u suhom

udahnuti vazduh, alveole, u izdahnutom vazduhu i u krvi tokom odmora mišića (srednji deo figure). Parcijalni pritisak gasova u venskoj krvi koja teče iz bubrega i mišića (donji deo slike)

Parcijalni pritisak gasa u mešavini gasova je pritisak koji bi ovaj gas stvorio u odsustvu drugih komponenti smeše. Zavisi od procenta gasa u smeši: što je veći, veći je parcijalni pritisak ovog gasa. Parcijalni pritisak kiseonika* u alveolarnom vazduhu je 105 mm Hg. čl., au venskoj krvi – 40 mm Hg. čl., tako da kisik difundira iz alveola u krv. Gotovo sav kiseonik u krvi je hemijski vezan za hemoglobin. Parcijalni pritisak kiseonika u tkivima je relativno nizak, pa difundira iz krvnih kapilara u tkivo, obezbeđujući disanje tkiva i procese konverzije energije.

Transport ugljičnog dioksida, jednog od krajnjih proizvoda metabolizma, odvija se na sličan način u suprotnom smjeru. Ugljični dioksid se oslobađa iz tijela kroz pluća. Azot se ne koristi u tijelu. Parcijalni pritisak kiseonika, ugljen-dioksida, azota u atmosferskom vazduhu i na različitim nivoima šeme transporta kiseonika prikazan je na Sl. 2.

A– spoljni cilindar, b– stakleni prozor za očitavanje, V– unutrašnji cilindar, G– vazdušni cilindar za balansiranje unutrašnjeg cilindra, d– voda

Zahvaljujući difuziji, sastav alveolarnog zraka se kontinuirano mijenja: koncentracija kisika u njemu opada, a koncentracija ugljičnog dioksida raste. Da bi se održao proces disanja, sastav plinova u plućima mora se stalno ažurirati. To se dešava tokom ventilacije pluća, tj. disanje u uobičajenom smislu te riječi. Kada udišemo, volumen pluća se povećava i u njih ulazi zrak iz atmosfere. Istovremeno se alveole šire. U mirovanju, oko 500 ml zraka ulazi u pluća svakim udahom. Ova zapremina vazduha se zove plimni volumen. Ljudska pluća imaju određenu rezervu kapaciteta koja se može iskoristiti tokom intenzivnog disanja. Nakon mirnog udisaja, osoba može udahnuti oko 1500 ml zraka. Ovaj volumen se zove inspiratorni rezervni volumen. Nakon mirnog izdisaja, možete, trudeći se, izdahnuti oko 1500 ml zraka. Ovo rezervni volumen izdisaja. Zbirni volumen disanja i rezervni volumen udisaja i izdisaja vitalni kapacitet(VEL). U ovom slučaju, to je 3500 ml (500 + 1500 + 1500). Da biste izmjerili vitalni kapacitet, posebno duboko udahnite, a zatim izdahnite što je više moguće u cijev posebnog uređaja - spirometra. Mjerenja se vrše u stojećem položaju u mirovanju (slika 3). Vrijednost vitalnog kapaciteta ovisi o spolu, dobi, veličini tijela i kondiciji. Ova brojka uveliko varira, u prosjeku 2,5-4 litara kod žena i 3,5-5 litara kod muškaraca. U nekim slučajevima, kod vrlo visokih ljudi, na primjer košarkaša, vitalni kapacitet može doseći 9 litara. Pod utjecajem treninga, na primjer, pri izvođenju posebnih vježbi disanja povećava se vitalni kapacitet (ponekad i za 30%).

Rice. 4. Millerov nomogram za određivanje pravilnog vitalnog kapaciteta pluća

Vitalni kapacitet se može odrediti korišćenjem Millerovog nomograma (slika 4). Da biste to učinili, morate pronaći svoju visinu na skali i povezati je pravom linijom sa svojim godinama (odvojeno za žene i muškarce). Ova prava linija će preseći skalu vitalnog kapaciteta. Važan indikator u istraživanju fizičkih performansi je minutni volumen disanja, ili ventilaciju. Ventilacija je stvarna količina zraka koja, pod različitim uvjetima, prolazi kroz pluća u roku od 1 minute. U mirovanju, plućna ventilacija je 5-8 l/min.

Osoba može kontrolisati svoje disanje. Možete ga odgoditi na neko vrijeme ili ga pojačati. Sposobnost povećanja disanja mjeri se vrijednošću maksimalna ventilacija pluća(MLW). Ova vrijednost, kao i vitalni kapacitet, ovisi o stupnju razvoja respiratornih mišića. Tokom fizičkog rada, plućna ventilacija se povećava i dostiže 150-180 l/min. Što je posao teži, to je veća plućna ventilacija.

Elastičnost pluća u velikoj mjeri ovisi o silama površinske napetosti tekućine koja vlaže unutrašnju površinu alveola (s = 5 x 10–2 n/m). Priroda se sama pobrinula da olakša disanje i stvorila tvari koje smanjuju površinsku napetost. Sintetiziraju ih posebne stanice smještene u zidovima alveola. Sinteza ovih surfaktanata nastavlja se tijekom cijelog života osobe.

U onim rijetkim slučajevima kada novorođenče nema stanice koje proizvode surfaktant u plućima, dijete ne može samostalno udahnuti prvi dah i umire. Zbog nedostatka ili odsustva surfaktanata u alveolama, oko pola miliona novorođenčadi širom svijeta umire svake godine bez prvog daha.

Međutim, neke životinje koje dišu pluća mogu bez surfaktanata. Prije svega, to se odnosi na hladnokrvne životinje - žabe, zmije, krokodile. Budući da ove životinje ne moraju trošiti energiju da bi bile tople, njihove potrebe za kisikom nisu tako velike kao toplokrvne životinje, pa stoga imaju manju površinu pluća. Ako je u plućima osobe površina kontakta između 1 cm 3 zraka i krvnih žila oko 300 cm 2, onda je kod žabe samo 20 cm 2.

Relativno smanjenje površine pluća po jedinici volumena kod hladnokrvnih životinja je zbog činjenice da je promjer njihovih alveola otprilike 10 puta veći nego kod toplokrvnih životinja. I iz Laplasovog zakona ( str= 4a/R) proizlazi da je dodatni pritisak koji se mora savladati tokom inhalacije obrnuto proporcionalan poluprečniku alveola. Veliki radijus alveola kod hladnokrvnih životinja omogućava im da lako udišu čak i bez smanjenja veličine str zbog surfaktanata.

U plućima ptica nema surfaktanata. Ptice su toplokrvne životinje i vode aktivan način života. U mirovanju, potreba ptica za kiseonikom je veća nego kod drugih kičmenjaka, uključujući sisare, a tokom leta se višestruko povećava. Dišni sistem ptica sposoban je zasititi krv kisikom čak i kada lete na velikim visinama, gdje je njegova koncentracija mnogo niža nego na nivou mora. Svi sisavci (uključujući ljude), kada su na takvoj visini, počinju iskusiti gladovanje kisikom, naglo smanjuju svoju motoričku aktivnost, a ponekad čak i padaju u stanje polu-nesvjestice. Kako se pluća ptica, u nedostatku surfaktanata, mogu nositi s ovim teškim zadatkom?

Pored normalnih pluća, ptice imaju dodatni sistem koji se sastoji od pet ili više pari zračnih vrećica tankih stijenki povezanih s plućima. Šupljine ovih vrećica se široko granaju u tijelu i šire se u neke kosti, ponekad čak i u male kosti falangi prstiju. Kao rezultat toga, respiratorni sistem, na primjer kod pataka, zauzima oko 20% tjelesne zapremine (2% pluća i 18% zračnih vrećica), dok je kod ljudi samo 5%. Zidovi vazdušnih kesa su siromašni krvnim sudovima i ne učestvuju u razmeni gasova. Vazdušni jastuci ne samo da pomažu u izduvavanju vazduha kroz pluća u jednom pravcu, već i smanjuju gustinu tela, trenje između njegovih pojedinačnih delova i doprinose efikasnom hlađenju tela.

Ptičija pluća izgrađena su od paralelno spojenih tankih cijevi, otvorenih s obje strane, okruženih krvnim žilama - zračnim kapilarama, koje se protežu od parabronha. Prilikom udisaja povećavaju se volumeni prednjih i stražnjih zračnih vrećica. Zrak iz dušnika ulazi direktno u stražnje vrećice. Prednje vrećice ne komuniciraju sa glavnim bronhom i ispunjene su zrakom koji izlazi iz pluća (slika 5, A).

Rice. 5 . Kretanje vazduha u respiratornom sistemu ptice: A- udahnite, b– izdahnite
(K1 i K2 su ventili koji mijenjaju kretanje zraka)

Kada izdahnete, komunikacija između prednjih vrećica i glavnog bronha se obnavlja, a komunikacija između stražnjih vrećica se prekida. Kao rezultat toga, tokom izdisaja, vazduh struji kroz ptičja pluća u istom smeru kao i pri udisanju (slika 5, b). Tokom disanja mijenja se samo volumen zračnih vrećica, a volumen pluća ostaje gotovo konstantan. Postaje jasno zašto u plućima ptica nema surfaktanata: tamo jednostavno nisu od koristi, jer nema potrebe za naduvavanjem pluća.

Neki organizmi koriste vazduh za više od pukog disanja. Tijelo ribice puferice, koja živi u Indijskom okeanu i Sredozemnom moru, prošarano je brojnim iglicama - modificiranim ljuskama. U mirnom stanju, igle manje ili više prijanjaju uz tijelo. Kada je u opasnosti, riba napuhava juri na površinu vode i, uzimajući zrak u crijeva, pretvara se u napuhanu loptu. U ovom slučaju, iglice se dižu i strše u svim smjerovima. Riba ostaje blizu površine vode, trbuha okrenuta naopako, a dio tijela viri iznad vode. U ovom položaju, ribica je zaštićena od grabežljivaca i odozdo i odozgo. Kada opasnost prođe, riba napuhava ispušta zrak i njeno tijelo poprima normalnu veličinu.

Vazdušna ljuska Zemlje (atmosfera) drži se u blizini Zemlje zbog sila gravitacije i vrši pritisak na sva tijela sa kojima dolazi u dodir. Ljudsko tijelo je prilagođeno atmosferskom pritisku i slabo podnosi njegovo smanjenje. Prilikom penjanja na planine (4 hiljade metara, a ponekad i niže) mnogi ljudi se osjećaju loše i imaju napade "planinske bolesti": postaje teško disati, krv često krvari iz ušiju i nosa, moguć je gubitak svijesti. Pošto zglobne površine čvrsto prianjaju jedna uz drugu (u zglobnoj kapsuli koja pokriva zglobove, pritisak je smanjen) zbog atmosferskog pritiska, visoko u planinama, gde je atmosferski pritisak veoma smanjen, delovanje zglobova je poremećeno, ruke i noge ne "slušaju" dobro, lako dolazi do dislokacija. Penjači i piloti, kada se penju na velike visine, sa sobom ponesu opremu za kiseonik i posebno treniraju pre uspona.

Posebni program obuke za astronaute uključuje obaveznu obuku u tlačnoj komori, koja je hermetički zatvorena čelična komora povezana sa snažnom pumpom koja u njoj stvara visok ili nizak tlak. U modernoj medicini tlačne komore se koriste za liječenje mnogih bolesti. Čisti kiseonik se dovodi u komoru i stvara se visoki pritisak. Zbog difuzije kiseonika kroz kožu i pluća, njegova napetost u tkivima se značajno povećava. Ova metoda liječenja je vrlo učinkovita, na primjer, kod infekcija rana (gasne gangrene) uzrokovane anaerobnim mikroorganizmima za koje je kisik jak otrov.

Na visinama na kojima lete savremeni svemirski brodovi praktično nema vazduha, pa su kabine brodova hermetički zatvorene, a u njima se stvara i održava normalan vazdušni pritisak i sastav, vlažnost i temperatura. Kršenje brtve kabine dovodi do tragičnih posljedica.

Letelica Sojuz-11 sa tri kosmonauta (G. Dobrovolski, V. Volkov, V. Pacajev) lansirana je u nisku orbitu Zemlje 6. juna 1971. godine, a 30. juna, po povratku na Zemlju, posada je umrla kao rezultat smanjenja pritiska modula za spuštanje nakon razdvajanja odjeljaka na visini od 150 km.

Neke informacije o disanju

Osoba diše ritmično. Novorođeno dijete čini respiratorne pokrete 60 puta u minuti, petogodišnjak - 25 puta u minuti, u dobi od 15-16 godina brzina disanja se smanjuje na 16-18 u minuti i tako ostaje do starosti, kada ponovo postane češći.

Neke životinje imaju mnogo nižu brzinu disanja: kondor napravi jedan respiratorni pokret svakih 10 sekundi, a kameleon svakih 30 minuta. Kameleonova pluća su povezana posebnim vrećicama u koje upija zrak i istovremeno se jako naduvava. Niska brzina disanja omogućava kameleonu da ne otkrije njegovo prisustvo dugo vremena.

U mirovanju i na normalnoj temperaturi, osoba troši približno 250 ml kiseonika u minuti, 15 litara na sat, 360 litara dnevno. Količina kiseonika koja se troši u mirovanju nije konstantna – veća je danju nego noću, čak i ako osoba spava tokom dana. Ovo je vjerovatno manifestacija cirkadijanskih ritmova u životu tijela. Ležeća osoba potroši oko 15 litara kiseonika za 1 sat, stojeći - 20 litara, pri mirnom hodu - 50 litara, pri hodu brzinom od 5 km/h - 150 litara.

Pri atmosferskom pritisku osoba može disati čisti kisik oko jedan dan, nakon čega dolazi do upale pluća koja završava smrću. Pri pritisku od 2-3 atm, osoba može disati čisti kisik ne više od 2 sata, tada dolazi do kršenja koordinacije pokreta, pažnje i pamćenja.
U 1 minuti normalno prolazi 7-9 litara zraka kroz pluća, ali za treniranog trkača - oko 200 litara.

Tokom intenzivnog rada unutrašnji organi zahtijevaju povećanu opskrbu kisikom. Tokom naporne aktivnosti, potrošnja kiseonika u srcu se povećava 2 puta, jetri 4 puta, a bubrezima 10 puta.

Sa svakim udisajem, osoba izvrši rad dovoljan da podigne teret težine 1 kg na visinu od 8 cm. Radom obavljenim u roku od 1 sata bilo bi moguće podići ovaj teret na visinu od 86 m, a preko noći - do 690 m. m.

Poznato je da se respiratorni centar pobuđuje kada se koncentracija ugljičnog dioksida u krvi poveća. Ako je koncentracija ugljičnog dioksida u krvi smanjena, osoba možda neće disati duže nego inače. To se može postići ubrzanim disanjem. Ronioci koriste sličnu tehniku, a iskusni ronioci bisera mogu ostati pod vodom 5-7 minuta.

Prašina je svuda. Čak i na vrhu Alpa, 1 ml zraka sadrži oko 200 čestica prašine. Ista zapremina urbanog vazduha sadrži više od 500 hiljada čestica prašine. Vjetar prenosi prašinu na velike udaljenosti: na primjer, prašina iz Sahare je otkrivena u Norveškoj, a vulkanska prašina sa ostrva Indonezije pronađena je u Evropi. Čestice prašine se zadržavaju u respiratornom sistemu i mogu dovesti do raznih bolesti.

U Tokiju, gdje svaki stanovnik ima 40 cm2 ulične površine, policajci nose maske za kiseonik. U Parizu su postavljene kabine za čist vazduh za prolaznike. Patolozi prepoznaju Parižane tokom obdukcija po crnim plućima. U Los Anđelesu su plastične palme postavljene na ulici jer žive umiru zbog velikog zagađenja vazduha.

Nastavlja se

* Ovo se odnosi na parcijalni pritisak kiseonika u vazduhu pri kojem je on u ravnoteži sa kiseonikom rastvorenim u krvi ili drugom mediju, koji se takođe naziva napetost kiseonika u ovom mediju.

Fiziologija disanja 1.

1. Suština disanja. Mehanizam udisanja i izdisaja.

2. Pojava negativnog pritiska u peripulmonarnom prostoru. Pneumotoraks, atelektaza.

3. Vrste disanja.

4. Vitalni kapacitet pluća i njihova ventilacija.

n 1. Suština disanja. Mehanizam udisanja i izdisaja.

n Skup procesa koji osiguravaju razmjenu kisika i ugljičnog dioksida između vanjskog okruženja i tkiva tijela naziva se disanje , a skup organa koji obezbjeđuju disanje je respiratornog sistema.

n Vrste disanja:

n Ćelijski - kod jednoćelijskih organizama po cijeloj površini ćelije.

n Kožni – kod višećelijskih organizama (crva) po cijeloj površini tijela.

n Trahealni - kod insekata kroz posebne dušnike koji prolaze duž bočne površine tijela.

n Škrge - u ribama kroz škrge.

n Plućni - kod vodozemaca kroz pluća.

n Kod sisara, preko specijalizovanih respiratornih organa: nazofarinksa, grkljana, dušnika, bronhija, pluća, a takođe i grudnog koša, dijafragme i mišićne grupe: inspiratori i ekspiratori.

n Pluća (0,6-1,4% tjelesne težine) - parni organi, imaju režnjeve (desno - 3, lijevo - 2), podijeljene na režnjeve (svaki sa 12-20 acinusa), bronhi se granaju na bronhiole, koji se završavaju u alveolama.

n Morfološka i funkcionalna jedinica pluća - acini (lat. acinus - bobica grožđa)- grananje respiratorne bronhiole u alveolarne kanale koji se završavaju u 400-600 alveolarnih vrećica.

n Alveole su ispunjene vazduhom i ne kolabiraju zbog prisustva surfaktanata na njihovim zidovima - surfaktanti (fosfolipoproteini ili lipopolisaharidi).

n Faze disanja:

n a) plućna ventilacija - razmjena gasova između pluća i spoljašnje sredine;

n b) izmjena plinova u plućima između alveolarnog zraka i kapilara plućne cirkulacije;

n c) transport O2 i CO2 krvlju;

n d) razmjena gasova između krvi kapilara sistemske cirkulacije i tkivne tečnosti;

n e) intracelularno disanje je višestepeni enzimski proces oksidacije supstrata u ćelijama.

n Glavni fizički proces koji osigurava kretanje O2 iz vanjskog okruženja u ćelije i CO2 u suprotnom smjeru je difuzija , tj. kretanje plina kao otopljene tvari duž gradijenata koncentracije.

n Udisanje - inspiracija .

n Kretanje zraka u i iz pluća u okolinu uzrokovano je promjenama tlaka u plućima. Kada se pluća šire, pritisak u njima postaje ispod atmosferskog (za 5-8 mm Hg) i vazduh se usisava u pluća. Sama pluća nemaju mišićno tkivo. Promjena volumena pluća zavisi od promjene volumena grudnog koša, tj. pluća pasivno prate promjene u grudima. Prilikom udisaja prsni koš se širi u vertikalnom, sagitalnom i frontalnom smjeru. Kada se inspiratorni mišići (inspiratori) - vanjski interkostalni mišići i dijafragma - kontrahiraju, rebra se podižu prema gore, a prsni koš se širi. Dijafragma poprima konusni oblik. Sve to pomaže u smanjenju pritiska u plućima i usisavanju zraka. Debljina alveola je mala, pa plinovi lako difundiraju kroz zid alveola.

n Izdisanje - izdisanje .

n Kada izdišete, inspiratorni mišići se opuštaju, a grudni koš se, zbog svoje težine i elastičnosti kostalnih hrskavica, vraća u prvobitni položaj. Dijafragma se opušta i postaje kupolasta. Dakle, u mirovanju, izdisaj se javlja pasivno, zbog završetka udisaja.

n Pri forsiranom disanju aktivira se izdisaj - pojačava se kontrakcijom ekspiratornih mišića (izdahivača) - unutrašnji međurebarni mišići, trbušni mišići - vanjski i unutrašnji kosi, poprečni i ravni trbušni, dorzalni serratus izdivač. Povećava se pritisak u trbušnoj šupljini, što gura dijafragmu u grudnu šupljinu, rebra se spuštaju i približavaju jedno drugom, što smanjuje volumen grudnog koša.

n Prilikom kolapsa pluća dolazi do istiskivanja vazduha, pritisak u njima postaje veći od atmosferskog (za 3-4 mm Hg).

n 2. Pojava negativnog pritiska u peripulmonarnom prostoru. Pneumotoraks, atelektaza

n Pluća u grudnom košu su odvojena pleuralnim slojevima: visceralnim - uz pluća, parijetalnim - oblažu grudi iznutra. Između listova nalazi se pleuralna šupljina. Ispunjen je pleuralnom tečnošću. Pritisak u pleuralnoj šupljini je uvijek za 4-10 mm Hg niži od atmosferskog. Art. (u plućima 760 mm Hg). To je zbog: 1) bržeg rasta grudnog koša u odnosu na pluća u postnatalnoj ontogenezi; 2) elastična vuča(elastična napetost) pluća, tj. sila koja se suprotstavlja njihovom istezanju zrakom. Pleuralna šupljina je zatvorena od okoline.

n Kada vazduh uđe u pleuralnu šupljinu (npr. tokom povrede), pritisak u pleuralnoj šupljini se izjednačava sa atmosferskim pritiskom - pneumotoraks , dok pluca kolabiraju - atelektaza i disanje može prestati.

n Negativan pritisak pleuralne šupljine formira se pri rođenju. Prilikom prvog udisaja prsni koš se širi, pluća se šire, jer su hermetički odvojena – stvara se negativan pritisak u pleuralnoj šupljini. Kod fetusa su pluća u kolabiranom stanju, grudni koš spljošten, glava rebara je izvan glenoidne jame. Ugljični dioksid se pri rođenju nakuplja u krvi fetusa, što stimulira respiratorni centar. Odavde impulsi stižu do inspiratornih mišića, koji se skupljaju, glave rebara ulaze u zglobne jame. Grudi se povećavaju u volumenu, pluća se šire.

n Odnos između zapremine grudnog koša i volumena pluća tokom disanja obično se ilustruje fizičkim Donders modeli:

n 1. Stakleni poklopac,

n 2. Na vrhu se nalazi čep sa rupom,

n 3. Donji deo – elastična folija sa prstenom,

n 4. Unutar kapice su pluća zeca.

n Kada se volumen unutar kapice poveća zbog rastezanja elastičnog filma, pritisak u šupljini kapice se smanjuje, zrak ulazi u pluća kroz otvor na čepu, oni se šire i obrnuto.

n 3. Vrste disanja.

n 1. Torakalni ili kostalni – promjena volumena grudnog koša nastaje uglavnom zbog interkostalnih mišića (ekspiratori i inspiratori). Karakteristično za pse i žene.

n 2. Abdominalni ili dijafragmatski – promjena volumena grudnog koša nastaje uglavnom zbog dijafragme i trbušnih mišića. Karakteristično za muškarce.

n 3. Mješoviti ili torakoabdominalni – promjene u volumenu grudnog koša se javljaju podjednako sa kontrakcijom interkostalnih mišića, dijafragme i trbušnih mišića. Karakteristike domaćih životinja.

n Vrste disanja imaju dijagnostički značaj: ako su oštećeni organi trbušne ili torakalne šupljine, oni se mijenjaju.

n 4. Vitalni kapacitet pluća i njihova ventilacija.

n Vitalni kapacitet pluća (VC) sastoji se od 3 zapremine vazduha koji ulazi i izlazi iz pluća tokom disanja:

n 1. Respiratorni - zapremina vazduha tokom tihog udisaja i izdisaja. Za male životinje (psi, male životinje) - 0,3-0,5 l, za velike životinje (goveda, konji) - 5-6 l.

n 2. Dodatni ili rezervni inspiratorni volumen– volumen vazduha koji ulazi u pluća tokom maksimalnog udisaja nakon tihog udisaja. 0,5-1 i 5-15 l.

n 3. Rezervni volumen izdisaja– volumen zraka pri maksimalnom izdisaju nakon tihog izdisaja. 0,5-1 i 5-15 l.

n Vitalni kapacitet se određuje mjerenjem volumena maksimalnog izdisaja nakon prethodnog maksimalnog udisaja pomoću spirometrije. Kod životinja se određuje udisanjem mješavine plinova s ​​visokim sadržajem ugljičnog dioksida.

n Preostali volumen - volumen vazduha koji ostaje u plućima i nakon maksimalnog izdisaja.

n Vazduh “štetnog” ili “mrtvog” prostora - zapremina vazduha koja ne učestvuje u razmeni gasova i nalazi se u gornjem delu disajnog aparata - nosnoj šupljini, ždrelu, dušniku (20-30%).

n Značenje "štetnog" prostora:

n 1) vazduh se zagreva (obilno snabdevanje krvnih sudova), što sprečava hipotermiju pluća;

n 2) vazduh se pročišćava i ovlažuje (alveolarni makrofagi, mnoge mukozne žlezde);

n 3) kada su trepljice trepljastog epitela iritirane, dolazi do kihanja - refleksno uklanjanje štetnih materija;

n 4) receptori olfaktornog analizatora (“olfaktorni lavirint”);

n 5) regulisanje zapremine udahnutog vazduha.

n Proces ažuriranja gasnog sastava alveolarnog vazduha tokom udisaja i izdisaja – ventilaciju .

n Intenzitet ventilacije je određen dubinom udaha i frekvencijom respiratornih pokreta.

n Dubina udisaja određuje se amplitudom pokreta grudnog koša, kao i mjerenjem volumena pluća.

n Brzina disanja računa se prema broju ekskurzija prsa u određenom vremenskom periodu (4-5 puta manji od otkucaja srca).

n Konj (u minuti) – 8-16; Goveda – 12-25; MRS – 12-16; svinja – 10-18; pas – 14-24; zec – 15-30; krzno - 18-40.

n Minutni volumen disanja je proizvod disajnog volumena zraka i brzine disanja u minuti.

n Primjer: konj: 5 l x 8 = 40 l

n Metode za proučavanje disanja:

n 1. Pneumografija– registraciju respiratornih pokreta pomoću pneumografa.

n 2. Spirometrija– mjerenje disajnih volumena pomoću spirometara.

Predavanje 25.

Fiziologija disanja 2.

1. Razmjena plinova između alveola i krvi. Stanje gasova u krvi.

2. Transport gasova i faktori koji ga određuju. Tkivno disanje.

3. Funkcije pluća koje nisu povezane sa razmjenom plinova.

4. Regulacija disanja, respiratornog centra i njegovih svojstava.

5. Osobenosti disanja kod ptica.

Izmjena plinova između alveola i krvi. Stanje gasova u krvi.

U alveolama pluća, O2 i CO2 se izmjenjuju između zraka i krvi kapilara plućne cirkulacije.

Izdahnuti vazduh sadrži više O2 i manje CO2 od alveolarnog vazduha, jer sa njom se meša vazduh štetnog prostora (7:1).

Količina difuzije gasa između alveola i krvi određena je čisto fizičkim zakonima koji funkcionišu u sistemu gas-tečnost odvojenom polupropusnom membranom.

Glavni faktor koji određuje difuziju plinova iz zračnih alveola u krv i iz krvi u alveole je razlika parcijalnog tlaka, tj. parcijalni gradijent pritiska. Difuzija se javlja iz područja većeg parcijalnog tlaka u područje nižeg tlaka.

Gasni sastav vazduha

Parcijalni pritisak(lat. djelomično – djelomično) - ovo je pritisak gasa u mešavini gasova koji bi vršio na istoj temperaturi, zauzimajući celu zapreminu

P = RA x a/100,

gde je P parcijalni pritisak gasa, PA je atmosferski pritisak, a zapremina gasa uključenog u smešu u %, 100 –%.

P O2 inhalacija = 760 x 21 / 100 = 159,5 mm Hg. Art.

P CO2 inhalacija. = 760 x 0,03 / 100 = 0,23 mm Hg. Art.

P N2 udahnite. = 760 x 79 / 100 = 600,7 mm Hg. Art.

Jednakost P O2 ili P CO2 nikada se ne javlja u medijumima koji su u interakciji. U plućima je konstantan protok svježeg zraka zbog respiratornih pokreta grudnog koša, dok se u tkivima razlika u napetosti plinova održava oksidacijskim procesima.

Razlika između parcijalnog tlaka O2 u alveolarnom zraku i venske krvi pluća je: 100 - 40 = 60 mmHg, što uzrokuje difuziju O2 u krv. Kada je razlika napona O2 1 mmHg. Art. Kod krave 100-200 ml O2 prelazi u krv u minuti. Prosječna potreba životinje za O2 u mirovanju je 2000 ml na 1 min. Razlika u pritisku od 60 ml Hg. Art. više nego dovoljno da se krv zasiti O2 i u mirovanju i tokom vježbanja.

60 mmHg x 100-200 ml = 6000-12000 ml O2 po min

PREDAVANJE br. 15. Fiziologija disanja.

1.

2. Spoljašnje disanje (plućna ventilacija).

3.

4. Transport plinova (O2, CO2) krvlju.

5. Izmjena plinova između krvi i tkivne tekućine. Tkivno disanje.

6. Regulacija disanja.

1. Suština disanja. Respiratornog sistema.

Disanje je fiziološka funkcija koja osigurava razmjenu plinova između tijela i vanjske sredine, a skup organa uključenih u razmjenu plinova je respiratorni sistem.

Evolucija respiratornog sistema.

1.Kod jednoćelijskih organizama disanje se odvija preko površine (membrane) ćelije.

2.Kod nižih višećelijskih životinja Razmjena plinova se odvija kroz cijelu površinu vanjskih i unutrašnjih (crijevnih) ćelija tijela.

3.Kod insekata tijelo je prekriveno kutikulom i stoga se pojavljuju posebne respiratorne cijevi (dušnici) koje prodiru kroz cijelo tijelo.

4.U ribi Dišni organi su škrge - brojni listovi sa kapilarima.

5.Kod vodozemaca pojavljuju se zračne vrećice (pluća) u kojima se zrak obnavlja uz pomoć respiratornih pokreta. Međutim, glavna izmjena plinova odvija se preko površine kože i čini 2/3 ukupne zapremine.

6.Kod gmizavaca, ptica i sisara pluća su već dobro razvijena, a koža postaje zaštitni omotač i razmjena plinova kroz nju ne prelazi 1%. Kod konja pod visokom fizičkom aktivnošću, disanje kroz kožu se povećava na 8%.

Respiratornog sistema.

Respiratorni aparat sisara je skup organa koji obavljaju funkcije provođenja zraka i izmjene plinova.

Gornje disajne puteve: nosna šupljina, usta, nazofarinks, larinks.

Donji disajni putevi: traheja, bronhi, bronhiole.

Funkcija izmjene plina vrši respiratorno porozno tkivo - plućni parenhim. Struktura ovog tkiva uključuje plućne vezikule - alveole.

zid disajnih puteva ima hrskavičasti skelet a njihov lumen se nikada ne smanjuje. Sluzokoža respiratorne cijevi je obložena trepljasti epitel sa cilijama. Traheja prije ulaza u pluća dihotomno podijeljen je na dva glavna bronha (lijevi i desni), koji se dalje dijele i formiraju bronhijalno drvo. Dijeljenje se završava sa konačnim (terminalne) bronhiole (prečnik do 0,5-0,7 mm).

Pluća nalaze se u grudnoj šupljini i imaju oblik krnjeg konusa. Baza pluća okrenuta je unazad i uz dijafragmu. Vanjska strana pluća prekrivena je seroznom membranom - visceralne pleure. Parietalna pleura (kost) oblaže grudnu šupljinu i čvrsto se spaja sa obalnim zidom. Između ovih slojeva pleure nalazi se prostor u obliku proreza (5-10 mikrona) - pleuralna šupljina ispunjen seroznom tečnošću. Prostor između desnog i lijevog pluća naziva se medijastinum. Tu se nalaze srce, dušnik, krvni sudovi i nervi. Pluća su podijeljena na režnjeve, segmente i lobule. Stepen ozbiljnosti ove podjele varira među različitim životinjama.

Morfološka i funkcionalna jedinica pluća je acinus (lat. acinus - bobica grožđa). Acinus uključuje respiratorni (respiratorni) bronhioli i alveolarni kanali, koji kraj alveolarne vrećice. Jedan acinus sadrži 400-600 alveola; 12-20 acinusa čine plućni režanj.

alveole – To su vezikule, čija je unutrašnja površina obložena jednoslojnim pločastim epitelom. Među epitelnim ćelijama ima : alveolociti 1. reda, koji zajedno sa endotelom plućnih kapilara formiraju vazdušno-krvna barijera I alveociti 2. reda obavljaju sekretornu funkciju, oslobađajući biološki aktivnu supstancu surfaktan. Surfaktan (fosfolipoproteini - surfaktant) oblaže unutrašnju površinu alveola, povećava površinsku napetost i sprečava kolaps alveola.

Funkcije disajnih puteva.

Airways(u njima se zadržava do 30% udahnutog vazduha) ne učestvuju u razmeni gasova i nazivaju se "štetnog" prostora. Međutim, gornji i donji dišni putevi igraju veliku ulogu u životu organizma.

Ovdje se udahnuti zrak zagrijava, ovlažuje i pročišćava. To je moguće zahvaljujući dobro razvijenoj sluzokoži respiratornog trakta, koja je u izobilju vaskulariziran, sadrži peharaste ćelije, mukozne žlijezde i veliki broj cilija trepljastog epitela. Osim toga, postoje receptori za olfaktorni analizator, receptori za zaštitne reflekse kašljanja, kihanja, šmrkanja i iritantni (iritacijski) receptori. Nalaze se u bronhiolama i reaguju na čestice prašine, sluz i kaustične pare. Kada su iritantni receptori iritirani, javlja se peckanje, bol, javlja se kašalj i disanje se ubrzava.

Razmjena plinova između tijela i vanjskog okruženja osigurava se nizom strogo koordinisanih procesa uključenih u respiratornu strukturu viših životinja.

2. Eksterno disanje (plućna ventilacija) stalni proces ažuriranja gasnog sastava alveolarnog vazduha, koji se sprovodi kada udisaja i izdisaja.

Plućno tkivo nema aktivne mišićne elemente pa se njegovo povećanje ili smanjenje volumena odvija pasivno u vremenu s pokretima prsnog koša (udah, izdisaj). Ovo je zbog negativan intrapleuralni pritisak(ispod atmosferskog: pri udisanju za 15-30 mm Hg. Art., pri izdisaju za 4-6 mm Hg. čl.) u hermetički zatvorenoj grudnoj šupljini.

Mehanizam vanjskog disanja.

Čin udisanja (lat. inspiration - inspiracija) provodi povećanjem volumena grudnog koša. U tome učestvuju inspiratorni mišići (disači): vanjski interkostalni mišići i dijafragma. Prilikom prisilnog disanja aktiviraju se sljedeći mišići: levator rebra, scalene supracostalis, serratus dorsalis. Volumen grudnog koša se povećava u tri smjera - vertikalnom, sagitalnom (antero-posteriornom) i frontalnom.

Čin izdisaja (lat. expiration - izdisanje) u stanju fiziološkog mirovanja je pretežno pasivne prirode. Čim se inhalacijski mišići opuste, grudni koš se, zbog svoje težine i elastičnosti kostalnih hrskavica, vraća u prvobitni položaj. Dijafragma se opušta i njena kupola ponovo postaje konveksna.

Pri forsiranom disanju čin izdisaja olakšavaju ekspiracijski mišići: unutrašnji međurebarni, vanjski i unutrašnji kosi, poprečni i pravi trbušni mišići, te dorzalni nazubljeni izdisaj.

Vrste disanja.

Ovisno o transformaciji određenih mišića uključenih u respiratorne pokrete, postoje tri vrste disanja:

1 - torakalni (kostalni) tip disanja provodi se kontrakcijom vanjskih interkostalnih mišića i mišića prsnog pojasa;

2 – abdominalni (dijafragmatični) tip disanja– prevladavaju kontrakcije dijafragme i trbušnih mišića;

3 – mješoviti (kosto-abdominalni) tip disanja najčešće kod domaćih životinja.

Kod raznih bolesti može se promijeniti tip disanja. Kod oboljenja torakalnih organa preovlađuje dijafragmatični tip disanja, a kod bolesti trbušnih organa rebarni tip disanja.

Frekvencija disanja.

Frekvencija disanja se odnosi na broj respiratornih ciklusa (udisanje-izdisaj) u minuti.

Konj 8 - 12 Pas 10 - 30

Sapi rog. goveda 10 - 30 Zečevi 50 - 60

Ovce 8 - 20 Kokoši 20 - 40

Svinja 8 - 18 Patke 50 - 75

Osoba 10 - 18 Miš 200

Imajte na umu da tabela prikazuje prosječne vrijednosti. Učestalost respiratornih pokreta zavisi od vrste životinje, rase, produktivnosti, funkcionalnog stanja, doba dana, starosti, temperature okoline itd.

Volumen pluća.

Postoji razlika između ukupnog i vitalnog kapaciteta pluća. Vitalni kapacitet pluća (VC) sastoji se od tri volumena: respiratorni i rezervni volumeni udisaja i izdisaja.

1.Volumen plime- ovo je volumen vazduha koji se može mirno, bez napora udahnuti i izdahnuti.

2.Rezervni volumen udisaja - To je zrak koji se može dodatno udahnuti nakon mirnog udisaja.

3.Rezervni volumen izdisaja- ovo je volumen vazduha koji se može izdahnuti što je više moguće nakon tihog izdisaja.

Nakon punog, maksimalno dubokog izdisaja, u plućima ostaje nešto zraka – preostali volumen. Zbir vitalne tečnosti i preostalog vazduha je ukupni kapacitet pluća.

Zove se zbir preostalog volumena zraka i rezervnog volumena izdisaja alveolarni vazduh (funkcionalni rezidualni kapacitet).

Volumen pluća (u litrima).

Horse Man

1. Respiratorni V 5-6 0,5

2. Rezerva V inhalacije 12 1.5

3. Rezervni V izdisaj 12 1.5

4. Ostatak V 10 1

Ventilacija- Ovo je obnavljanje gasnog sastava alveolarnog vazduha tokom udisaja i izdisaja. Prilikom procjene intenziteta ventilacije pluća, koristite minutni volumen disanja(količina zraka koja prolazi kroz pluća u 1 minuti), što ovisi o dubini i učestalosti respiratornih pokreta.

Plimni volumen konja u mirovanju 5-6 litara , brzina disanja 12 disajnih pokreta u 1 minuti.

dakle: 5 l.*12=60 litara minutni volumen disanja. za laki rad jednak je 150-200 litara, tokom napornog rada 400-500 litara.

Prilikom disanja pojedini dijelovi pluća nisu svi ventilirani i različitog intenziteta. Stoga kalkulišu koeficijent alveolarne ventilacije je omjer udahnutog zraka i alveolarnog volumena. Treba uzeti u obzir da kada konj udahne 5 litara, 30% zraka ostaje u “štetnom prostoru” disajnih puteva.

Tako 3,5 litara udahnutog zraka dospijeva u alveole (70% od 5 litara disajnog volumena). Dakle, koeficijent alveolarne ventilacije je 3,5 l.:22 l. ili 1:6. Odnosno, sa svakim tihim dahom, 1/6 alveola se ventilira.

3. Difuzija plinova (razmjena plinova između alveolarnog zraka i krvi u kapilarama plućne cirkulacije).

Razmjena plinova u plućima nastaje kao rezultat difuzije ugljični dioksid (CO2) iz krvi u alveole pluća, a kisik (O2) iz alveola u vensku krv kapilara plućne cirkulacije. Izračunato je da oko 5% kisika iz udahnutog zraka ostaje u tijelu, a oko 4% ugljičnog dioksida se oslobađa iz tijela. Azot ne učestvuje u razmeni gasova.

Kretanje plinova je čisto određeno fizikalni zakoni (osmoza i difuzija), rade u sistemu gas-tečnost odvojenom polupropusnom membranom. Ovi zakoni su zasnovani na parcijalnoj razlici pritiska ili gradijentu parcijalnog pritiska gasova.

Parcijalni pritisak (lat. partialis - parcijalni) je pritisak jednog gasa uključenog u gasnu mešavinu.

Difuzija plinova nastaje iz područja visokog tlaka u područje nižeg tlaka.

Parcijalni pritisak kiseonika u alveolarnom vazduhu 102 mmrt. Art., ugljični dioksid 40 mm Hg. Art. Napetost venske krvi kapilara pluća O2 =40 mm Hg. Art., CO2=46 mm Hg. Art.

Dakle, parcijalna razlika pritiska je:

kiseonik (O2) 102 – 40 = 62 mm Hg. Art.;

ugljen-dioksid (CO2) 46 – 40 = 6 mm Hg. Art.

Kiseonik brzo ulazi kroz plućne membrane i potpuno se spaja sa hemoglobinom i krv postaje arterijska. Ugljični dioksid, uprkos maloj razlici u parcijalnom pritisku, ima veća brzina difuzije (25 puta) iz venske krvi u alveole pluća.

4. Transport gasova (O 2, CO 2) krvlju.

Kiseonik, koji prelazi iz alveola u krv, ima dva oblika - oko 3% rastvoreno u plazmi i o 97% crvenih krvnih zrnaca u kombinaciji sa hemoglobinom (oksihemoglobin). Zasićenje krvi kiseonikom se naziva oksigenacija.

U jednom molekulu hemoglobina ima 4 atoma gvožđa, dakle, 1 molekul hemoglobina može povezati 4 molekula kiseonika.

NNb+ 4O 2 ↔ NNb(O 2) 4

Oksihemoglobin (HHb (O 2) 4) - pokazuje svojstvo slaba kiselina koja se lako disocira.

Količina kiseonika prisutna u 100 mm krvi kada se hemoglobin potpuno pretvori u oksihemoglobin naziva se kapacitet krvi za kiseonik. Utvrđeno je da se 1 g hemoglobina u prosjeku može vezati 1,34 mmkiseonik. Poznavajući koncentraciju hemoglobina u krvi, i to u prosjeku 15 g. / 100 ml, Možete izračunati kapacitet krvi za kiseonik.

15 * 1,34 = 20,4 vol.% (volumenski postotak).

Transport ugljičnog dioksida u krvi.

Transport ugljičnog dioksida u krvi je složen proces koji uključuje crvena krvna zrnca (hemoglobin, enzim karboanhidraze) i sistemi pufera krvi.

Ugljični dioksid se nalazi u krvi u tri oblika: 5% - u fizički rastvorenom obliku; 10% - u obliku karbohemoglobina; 85% - u obliku kalijum bikarbonata u eritrocitima i natrijum bikarbonata u plazmi.

CO 2 koji ulazi u krvnu plazmu iz tkiva odmah difundira u crvena krvna zrnca, gdje dolazi do reakcije hidratacije sa stvaranjem ugljične kiseline (H 2 CO 3) i njenom disocijacijom. Obje reakcije katalizira enzim karboanhidraza, koji se nalazi u crvenim krvnim zrncima.

H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3

karboanhidraze

↓

H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -

Kako se koncentracija bikarbonatnih iona povećava (NSO 3 -) u crvenim krvnim zrncima, jedan dio njih difunduje u krvnu plazmu i spaja se sa puferskim sistemima, formirajući natrijum bikarbonat (NaHCO 3). Drugi dio HCO 3 ostaje u crvenim krvnim zrncima i spaja se sa hemoglobinom (karbohemoglobinom) a sa katjonima kalija - kalijum bikarbonat (KHCO 3).

U kapilarama alveola hemoglobin se spaja s kisikom (oksihemoglobin) - ovo je jača kiselina koja istiskuje ugljičnu kiselinu iz svih spojeva. Pod uticajem karboanhidraze dolazi do njene dehidracije.

H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2

Dakle, ugljični dioksid otopljen i oslobođen tijekom disocijacije karbohemoglobina difundira u alveolarni zrak.

5. Razmjena gasova između krvi i tkivne tečnosti. Tkivno disanje.

Razmjena plinova između krvi i tkiva odvija se na isti način zbog razlike parcijalnog pritiska gasova (prema zakonima osmoze i difuzije). Arterijska krv koja ulazi ovdje je zasićena kisikom, njen napon je 100 mmrt. Art. U tkivnoj tečnosti, napetost kiseonika je 20 - 40 mm Hg. Art., a u ćelijama njegov nivo opada do 0.

odnosno: O 2 100 – 40 = 60 mm Hg. Art.

60 – 0 = 60 mm Hg. Art.

Zbog toga oksihemoglobin oduzima kiseonik, koji brzo prelazi u tkivnu tečnost, a zatim u ćelije tkiva.

Tkivno disanje je proces biološke oksidacije u ćelijama i tkivima. Na ulazak kiseonika u tkivo utiče oksidacija masti, ugljenih hidrata i proteina. Energija oslobođena u ovom slučaju akumulira se u obliku makroergijske veze - ATP. Osim oksidativne fosforilacije, koristi se i kisik tokom mikrosomalne oksidacije - u mikrosomima endoplazmatskog retikuluma ćelija. U tom slučaju krajnji produkti oksidativnih reakcija postaju voda i ugljični dioksid.

Ugljični dioksid, rastvarajući se u tkivnoj tekućini, stvara napetost tamo 60-70 mm Hg. Art., koji je veći nego u krvi (40 mmHg).

CO 2 70 - 40 = 30 mm Hg. Art.

Dakle, visoki gradijent napetosti kiseonika i razlika u parcijalnom pritisku ugljičnog dioksida u tkivnoj tekućini i krvi uzrokuju njegovu difuziju iz tkivne tekućine u krv.

6. Regulacija disanja.

Respiratorni centar - ovo je skup neurona smještenih u svim dijelovima centralnog nervnog sistema i uključenih u regulaciju disanja.

Glavni dio "jezgra" Mislavskog respiratornog centra nalazi se u produženoj moždini, u predjelu retikularne formacije na dnu četvrte moždane komore. Među neuronima ovog centra postoji stroga specijalizacija (distribucija funkcija). Neki neuroni regulišu čin udisanja, drugi čin izdisaja.

Bulbarni respiratorni trakt tra ima jedinstvenu karakteristiku – automatski, koji opstaje čak i uz njegovu potpunu deaferentaciju (nakon prestanka uticaja različitih receptora i nerava).

U području pons nalazi "pneumotaksički centar". Nema automatizam, ali utiče na aktivnost neurona Mislavskog respiratornog centra, naizmjenično stimulirajući aktivnost neurona za čin udisanja i izdisaja.

Nervni impulsi idu od respiratornog centra do motornih neurona jezgra torakoventralnog živca(3-4 vratna pršljena - središte mišića dijafragme) i do motornih neurona koji se nalaze u bočni rogovi torakalne kičmene moždine(inervira vanjske i unutrašnje interkostalne mišiće).

U plućima (između glatkih mišića disajnih puteva i oko kapilara plućne cirkulacije) postoje tri grupe receptora: distenzije i kolapsi, iritantni, jukstakapilarni. Informacije sa ovih receptora o stanju pluća (istezanje, kolaps), njihovom punjenju vazduhom, ulasku iritansa u respiratorni trakt (gas, prašina), promenama krvnog pritiska u plućnim sudovima, putuju kroz aferentne nerve do respiratorni centar. To utiče na učestalost i dubinu respiratornih pokreta, na ispoljavanje zaštitnih refleksa kašljanja i kihanja.

Od velike važnosti u regulaciji disanja su humoralni faktori. Vaskularni sudovi reagiraju na promjene u sastavu plinova u krvi refleksogene zone karotidnog sinusa, aorte i duguljaste moždine.

Povećanje koncentracije ugljičnog dioksida u krvi dovodi do stimulacije respiratornog centra. Kao rezultat, disanje postaje brže - dispneja (kratak dah). Smanjeni nivoi ugljen-dioksida u krvi usporavaju ritam disanja - apneja.

Testovi

706-01. Kralježnjaci s trokomornim srcem, čija je reprodukcija usko povezana s vodom, svrstani su u klasu
A) Koštane ribe
B) Sisavci
B) Gmizavci
D) Vodozemci

Odgovori

706-02. Kojoj klasi pripadaju životinje čiji je dijagram strukture srca prikazan na slici?

A) Insekti
B) Hrskavica riba
B) Vodozemci
D) Ptice

Odgovori

706-03. Karakteristika koja razlikuje vodozemce od riba je
A) hladnokrvnost
B) struktura srca
B) razvoj u vodi
D) zatvoreni cirkulatorni sistem

Odgovori

706-04. Vodozemci se razlikuju od riba po tome što imaju
A) mozak
B) zatvoreni cirkulatorni sistem
B) uparena pluća kod odraslih
D) čulni organi

Odgovori

706-05. Koja karakteristika od navedenih razlikuje većinu životinja iz klase vodozemaca od sisara?

B) spoljna oplodnja
B) seksualna reprodukcija
D) korištenje vodenog okoliša za stanište

Odgovori

706-06. U procesu evolucije, gmizavci su stekli, za razliku od vodozemaca,
A) zatvoreni cirkulatorni sistem
B) visoka plodnost
B) veliko jaje sa embrionalnim membranama
D) trokomorno srce

Odgovori

706-07. Ako je u procesu evolucije životinja formirala srce prikazano na slici, tada bi životinjski respiratorni organi trebali biti

A) pluća
B) koža
B) plućne vrećice
D) škrge

Odgovori

706-08. U kojoj skupini životinja reprodukcija ne uključuje vodu?
A) bez lobanje (lancete)
B) koštane ribe
B) vodozemci
D) gmizavci

Odgovori

706-09. Kod kojih životinja se embrij u potpunosti razvija unutar jajeta?
A) koštane ribe
B) repasti vodozemci
B) bezrepi vodozemci
D) gmizavci

Odgovori

706-10. Kralježnjaci s trokomornim srcem, čija reprodukcija nije povezana s vodom, svrstani su u klasu
A) Koštane ribe
B) Sisavci
B) Gmizavci
D) Vodozemci

Odgovori

706-11. Kičmenjaci sa nestabilnom tjelesnom temperaturom, plućnim disanjem, trokomornim srcem s nepotpunim septumom u komori klasificiraju se kao
A) koštane ribe
B) vodozemci
B) gmizavci
D) hrskavična riba

Odgovori

706-12. Gmizavci, za razliku od vodozemaca, imaju tendenciju
A) vanjska oplodnja
B) unutrašnja oplodnja
B) razvoj sa formiranjem larve
D) podjela tijela na glavu, trup i rep

Odgovori

706-13. Koja je od sljedećih životinja hladnokrvna?
A) brzi gušter
B) Amurski tigar
B) stepska lisica
D) obični vuk

Odgovori

706-14. U koju klasu spadaju životinje koje imaju suhu kožu sa rožnatim ljuskama i trokomorno srce sa nepotpunim septumom?
A) Gmizavci
B) Sisavci
B) Vodozemci
D) Ptice

Odgovori

706-15. Ptice se razlikuju od gmizavaca po tome što imaju
A) unutrašnja oplodnja
B) centralni nervni sistem
B) dva kruga krvotoka
D) konstantna tjelesna temperatura

Odgovori

706-15. Koja je strukturna karakteristika slična kod modernih gmizavaca i ptica?
A) Kosti ispunjene vazduhom
B) suva koža, bez žlijezda
B) kaudalni region u kičmi
D) mali zubi u vilici

Odgovori

706-16. Kod koje životinje dolazi do izmjene plinova između atmosferskog zraka i krvi kroz kožu?
A) kit ubica
B) triton
B) krokodil
D) ružičasti losos

Odgovori

706-17. Koja grupa životinja ima srce koje se sastoji od dvije komore?
Riba
B) vodozemci
B) gmizavci
D) sisari

Odgovori

706-18. Razvoj bebe u materici se dešava u
A) ptice grabljivice
B) gmizavci
B) vodozemci
D) sisari

Odgovori

706-19. Predstavnike koje klase hordata karakterizira kožno disanje?
A) Vodozemci
B) Gmizavci
B) Ptice
D) Sisavci

Odgovori

706-20. Znak klase vodozemaca je
A) hitinski pokrov
B) gola koža
B) živorođene
D) upareni udovi

Odgovori

706-21. Po kojim karakteristikama se predstavnici klase vodozemaca razlikuju od ostalih kralježnjaka?
A) kičma i slobodni udovi
B) plućno disanje i prisustvo kloake
B) gola sluzokoža i vanjska oplodnja
D) zatvoreni cirkulatorni sistem i dvokomorno srce

Odgovori

706-22. Koja karakteristika među navedenim razlikuje životinje klase Gmazovi od životinja klase Sisavci?
A) zatvoreni cirkulatorni sistem
B) nestabilna tjelesna temperatura
C) razvoj bez transformacije
D) korišćenje zemno-vazdušne sredine za stanište

Šta je razmena gasa? Gotovo nijedno živo biće ne može bez njega. Izmjena plinova u plućima i tkivima, kao i u krvi, pomaže u opskrbi stanica hranjivim tvarima. Zahvaljujući njemu, dobijamo energiju i vitalnost.

Šta je razmena gasa?

Živim organizmima je potreban vazduh da bi postojali. To je mješavina mnogih plinova, čiji su glavni udjeli kisik i dušik. Oba ova plina su bitne komponente za osiguranje normalnog funkcioniranja organizama.

Tokom evolucije, različite vrste su razvile vlastite adaptacije za njihovo dobivanje: neke imaju razvijena pluća, druge imaju škrge, a druge koriste samo kožu. Uz pomoć ovih organa dolazi do izmjene plinova.

Šta je razmena gasa? To je proces interakcije između vanjskog okruženja i živih stanica, tokom kojeg se razmjenjuju kisik i ugljični dioksid. Tokom disanja, kiseonik ulazi u telo zajedno sa vazduhom. Zasićujući sve stanice i tkiva, sudjeluje u oksidativnoj reakciji, pretvarajući se u ugljični dioksid, koji se izlučuje iz tijela zajedno s drugim metaboličkim produktima.

Izmjena plinova u plućima

Svaki dan udahnemo više od 12 kilograma zraka. Pluća nam pomažu u tome. Oni su najobimniji organ, koji može zadržati do 3 litre zraka u jednom punom dubokom udahu. Razmjena plinova u plućima se odvija uz pomoć alveola - brojnih mjehurića koji su isprepleteni krvnim žilama.

Zrak u njih ulazi kroz gornje disajne puteve, prolazeći kroz dušnik i bronhije. Kapilare povezane sa alveolama uzimaju vazduh i distribuiraju ga kroz cirkulatorni sistem. Istovremeno ispuštaju ugljični dioksid u alveole, koji napušta tijelo zajedno s izdisajem.

Proces izmjene između alveola i krvnih žila naziva se bilateralna difuzija. Javlja se za samo nekoliko sekundi i izvodi se zbog razlike u pritisku. Atmosferski vazduh zasićen kiseonikom ima više kiseonika, pa juri u kapilare. Ugljični dioksid ima manji pritisak, zbog čega se gura u alveole.

Cirkulacija

Bez cirkulacijskog sistema, izmjena plinova u plućima i tkivima bila bi nemoguća. Naše tijelo je prožeto mnogim krvnim žilama različitih dužina i promjera. Predstavljene su arterijama, venama, kapilarama, venulama itd. Krv kontinuirano cirkuliše u sudovima, olakšavajući razmenu gasova i supstanci.

Razmjena plinova u krvi odvija se kroz dva cirkulatorna kruga. Prilikom disanja, zrak se počinje kretati u velikom krugu. Prenosi se krvlju vezujući se za poseban protein koji se zove hemoglobin, koji se nalazi u crvenim krvnim zrncima.

Iz alveola, zrak ulazi u kapilare, a zatim u arterije, idući pravo u srce. U našem tijelu ima ulogu moćne pumpe koja pumpa oksigenisanu krv do tkiva i ćelija. Oni, zauzvrat, oslobađaju krv ispunjenu ugljičnim dioksidom, šaljući je kroz venule i vene natrag u srce.

Prolazeći kroz desnu pretkomoru, venska krv završava veliki krug. Počinje u desnoj komori Krv se pumpa kroz nju u Kreće se kroz arterije, arteriole i kapilare, gdje razmjenjuje zrak sa alveolama kako bi ponovo započeo ciklus.

Razmjena u tkivima

Dakle, znamo šta je razmena gasova između pluća i krvi. Oba sistema transportuju i razmenjuju gasove. Ali ključna uloga pripada tkaninama. U njima se odvijaju glavni procesi koji mijenjaju hemijski sastav zraka.

Zasićuje ćelije kiseonikom, što u njima pokreće niz redoks reakcija. U biologiji se zovu Krebsov ciklus. Za njihovu implementaciju potrebni su enzimi, koji također dolaze s krvlju.

U tom procesu nastaju limunska, octena i druge kiseline, proizvodi za oksidaciju masti, aminokiselina i glukoze. Ovo je jedna od najvažnijih faza koja prati razmjenu plinova u tkivima. Tokom njegovog toka oslobađa se energija neophodna za funkcionisanje svih organa i sistema organizma.

Za izvođenje reakcije aktivno se koristi kisik. Postupno oksidira, pretvarajući se u ugljični dioksid – CO 2, koji se iz stanica i tkiva oslobađa u krv, zatim u pluća i atmosferu.

Izmjena plinova kod životinja

Struktura tijela i organskih sistema mnogih životinja značajno varira. Sisavci su najsličniji ljudima. Male životinje, kao što su planari, nemaju složene metaboličke sisteme. Oni koriste svoje vanjske pokrivače da dišu.

Vodozemci koriste svoju kožu, usta i pluća da dišu. Kod većine životinja koje žive u vodi, izmjena plinova se vrši pomoću škrga. One su tanke ploče povezane s kapilarama i prenose kisik iz vode u njih.

Člankonošci, kao što su stonoge, uši, pauci i insekti, nemaju pluća. Imaju dušnike po cijeloj površini tijela, koji usmjeravaju zrak direktno u ćelije. Ovaj sistem im omogućava da se brzo kreću bez osjećaja nedostatka zraka i umora, jer se proces stvaranja energije odvija brže.

Izmjena gasova u biljkama

Za razliku od životinja, izmjena plinova u tkivima biljaka uključuje potrošnju kisika i ugljičnog dioksida. Oni troše kiseonik tokom disanja. Biljke za to nemaju posebne organe, pa zrak u njih ulazi kroz sve dijelove tijela.

U pravilu, listovi imaju najveću površinu, a glavna količina zraka pada na njih. Kisik u njih ulazi kroz male otvore između stanica, nazvane stomati, obrađuje se i izlučuje u obliku ugljičnog dioksida, kao kod životinja.

Posebnost biljaka je njihova sposobnost fotosinteze. Tako mogu pretvoriti anorganske komponente u organske uz pomoć svjetlosti i enzima. Tokom fotosinteze, ugljični dioksid se apsorbira i proizvodi kisik, pa su biljke prave “tvornice” za obogaćivanje zraka.

Posebnosti

Izmjena plinova jedna je od najvažnijih funkcija svakog živog organizma. Obavlja se kroz disanje i cirkulaciju krvi, pospješujući oslobađanje energije i metabolizam. Posebnosti razmjene gasa su da se ona ne odvija uvijek na isti način.

Prije svega, nemoguće je bez disanja, zaustavljanje na 4 minute može dovesti do poremećaja u radu moždanih stanica. Kao rezultat toga, tijelo umire. Postoje mnoge bolesti kod kojih je poremećena izmjena gasova. Tkiva ne dobijaju dovoljno kiseonika, što usporava njihov razvoj i funkciju.

Neravnomjerna izmjena plinova se također opaža kod zdravih ljudi. Značajno se povećava s pojačanim radom mišića. Za samo šest minuta dostiže maksimalnu snagu i drži je se. Međutim, kako se opterećenje povećava, količina kisika može početi rasti, što će također imati neugodan učinak na dobrobit organizma.