Ce este schimbul de gaze în sânge, plămâni și țesuturi? Caracteristicile schimbului de gaze. Cum are loc schimbul de gaze în plămâni Ce schimb de gaze are loc în plămâni

Schimbul de gaze în plămâni apare ca urmare a difuziei gazelor prin peretii epiteliali subtiri ai alveolelor si capilarelor. Conținutul de oxigen din aerul alveolar este mult mai mare decât în ​​sângele venos al capilarelor și există mai puțin dioxid de carbon. Ca urmare, presiunea parțială a oxigenului în aerul alveolar este de 100-110 mm Hg. Art., iar în capilarele pulmonare - 40 mm Hg. Artă. Presiunea parțială a dioxidului de carbon, dimpotrivă, este mai mare în sângele venos (46 mm Hg) decât în ​​aerul alveolar (40 mm Hg). Datorită diferenței de presiune parțială a gazelor, oxigenul aerului alveolar va difuza în sângele care curge lent al capilarelor alveolare, iar dioxidul de carbon va difuza în direcția opusă. Moleculele de oxigen care intră în sânge interacționează cu hemoglobina eritrocitară și în formă a format oxihemoglobina sunt transferate în țesuturi.

Schimbul de gaze în țesuturi efectuate într-o manieră similară. Ca urmare a proceselor oxidative din celulele țesuturilor și organelor, concentrația de oxigen este mai mică, iar dioxidul de carbon este mai mare decât în ​​sângele arterial. Prin urmare, oxigenul din sângele arterial difuzează în fluidul tisular și din acesta în celule. Mișcarea dioxidului de carbon are loc în sens invers. Ca urmare, sângele din artere, bogat în oxigen, se transformă în venos, îmbogățit cu dioxid de carbon.

Astfel, forța motrice a schimbului de gaze este diferența de conținut și, în consecință, presiunea parțială a gazelor în celulele tisulare și capilare.

Reglarea nervoasă și umorală a respirației.

Respirația este reglată centru respirator, situat în medula oblongata. Este reprezentat de centrul de inspirație și centrul de expirație. Impulsurile nervoase care iau naștere în acești centri alternativ, de-a lungul căilor descendente, ajung la nervii motorii frenici și intercostali care controlează mișcările mușchilor respiratori corespunzători. Centrii nervoși primesc informații despre starea organelor respiratorii de la numeroși mecano- și chemoreceptori localizați în plămâni, căile respiratorii și mușchii respiratori.

Modificările în respirație apar în mod reflex. Se modifică odată cu iritația dureroasă, cu iritația organelor abdominale, a receptorilor vaselor de sânge, a pielii, a receptorilor căilor respiratorii. Când vaporii de amoniac sunt inhalați, de exemplu, receptorii membranei mucoase a nazofaringelui sunt iritați, ceea ce duce la o reținere reflexă a respirației. Aceasta este o adaptare importantă care împiedică pătrunderea substanțelor toxice și iritante în plămâni.

De o importanță deosebită în reglarea respirației sunt impulsurile care provin de la receptorii mușchilor respiratori și de la receptorii plămânilor înșiși. Adâncimea inhalării și expirației depinde în mare măsură de ele. Se întâmplă așa: când inspiri, când plămânii sunt întinși, receptorii din pereții lor sunt iritați. Impulsurile de la receptorii plămânilor de-a lungul fibrelor aferente ajung în centrul respirator, inhibă centrul de inhalare și excită centrul de expirație. Ca urmare, mușchii respiratori se relaxează, pieptul coboară, diafragma ia forma unei cupole, volumul toracelui scade și are loc expirația. Prin urmare, se spune că inhalarea provoacă reflexiv expirația. Expirația, la rândul său, stimulează în mod reflex inspirația.

Cortexul cerebral participă la reglarea respirației, oferind cea mai bună adaptare a respirației la nevoile corpului în legătură cu schimbările condițiilor de mediu și ale vieții corpului.

Iată exemple de influență a cortexului cerebral asupra respirației. O persoană își poate ține respirația pentru un timp, schimbând după bunul plac ritmul și profunzimea mișcărilor respiratorii. Influența cortexului cerebral explică modificările pre-starte ale respirației la sportivi - o adâncire și accelerare semnificativă a respirației înainte de începerea competiției. Este posibil să se dezvolte reflexe respiratorii condiționate. Dacă în aerul inhalat se adaugă aproximativ 5-7% dioxid de carbon, care într-o astfel de concentrație accelerează respirația, iar respirația este însoțită de bătaia unui metronom sau a unui clopot, atunci după mai multe combinații, doar un clopot sau un bataia unui metronom va determina o crestere a respiratiei.

Reflexele respiratorii de protecție - strănutul și tusea - ajută la îndepărtarea particulelor străine care au pătruns în tractul respirator, excesul de mucus etc.

Reglarea umorală a respirației constă în faptul că o creștere a dioxidului de carbon în sânge crește excitabilitatea centrului inspirator datorită primirii impulsurilor nervoase de la chemoreceptorii localizați în vasele arteriale mari, trunchiul cerebral.

S-a stabilit acum că dioxidul de carbon nu are doar un efect direct de stimulare asupra centrului respirator. Acumularea de dioxid de carbon în sânge provoacă iritarea receptorilor din vasele de sânge care transportă sângele la cap (arterele carotide) și excită în mod reflex centrul respirator. Alți produse acide care intră în sânge acționează în mod similar, cum ar fi acidul lactic, al cărui conținut în sânge crește în timpul lucrului muscular. Acizii cresc concentrația ionilor de hidrogen din sânge, ceea ce provoacă excitarea centrului respirator.

Igiena respiratorie.

Organele respiratorii sunt poarta de intrare pentru pătrunderea agenților patogeni, a prafului și a altor substanțe în corpul uman. O parte semnificativă a particulelor mici și a bacteriilor se instalează pe membrana mucoasă a tractului respirator superior și este îndepărtată din corp folosind epiteliul ciliar. Unele microorganisme încă pătrund în tractul respirator și în plămâni și pot provoca diverse boli (amigdalita, gripă, tuberculoză etc.). Pentru a preveni bolile respiratorii, este necesar să ventilați în mod regulat spațiile de locuit, să le păstrați curate, să faceți plimbări lungi în aer curat și să evitați vizitarea locurilor aglomerate, în special în timpul epidemiei de boli respiratorii.

Fumatul produselor din tutun dăunează foarte mult organelor respiratorii – atât fumătorului însuși cât și celor din jur (fumatul pasiv).Substanțele toxice din fumul de tutun otrăvează organismul și provoacă diverse boli (bronșită, tuberculoză, astm, cancer pulmonar etc. ).

Tuberculoza - o infectie cunoscuta din cele mai vechi timpuri si numita „consum”, ca bolnavii se ofileau in fata ochilor nostri, se ofileau. Această boală este o infecție cronică cu un anumit tip de bacterie (Mycobacterium tuberculosis) care afectează de obicei plămânii. Infecția cu tuberculoză nu se transmite la fel de ușor ca și alte infecții respiratorii, deoarece expunerea repetată și prelungită la particulele emise atunci când pacientul tușește sau strănută este necesară pentru a introduce suficiente bacterii în plămâni. Un factor de risc semnificativ este acela de a fi în încăperi supraaglomerate, cu o salubritate slabă și contact frecvent cu pacienții cu TBC.

Micobacteriile tuberculoase sunt foarte rezistente în mediul extern. Într-un loc întunecat în spută, ele pot rămâne viabile multe luni. Sub influența razelor directe ale soarelui, micobacteriile mor după câteva ore. Sunt sensibili la temperaturi ridicate, soluții activate de cloramină, înălbitor. Cum să tratezi această boală cu remedii populare, vezi aici.

Infecția are două etape. Bacteriile intră mai întâi în plămâni, unde majoritatea sunt distruse de sistemul imunitar. Bacteriile care nu sunt ucise sunt captate de sistemul imunitar în capsule dure numite tuberculi, care sunt alcătuite din multe celule diferite. bacterii tuberculoză nu poate provoca daune sau simptome în timp ce sunt în tuberculi și mulți oameni nu dezvoltă niciodată boli. Doar într-o mică proporție (aproximativ 10 la sută) dintre persoanele infectate, boala progresează la a doua etapă activă.

Stadiul activ al bolii începe atunci când bacteriile părăsesc tuberculii și afectează alte părți ale plămânilor. Bacteriile pot intra, de asemenea, în sânge și în sistemul limfatic și se pot răspândi în tot corpul. La unii oameni, stadiul activ are loc la câteva săptămâni după infecția inițială, dar în majoritatea cazurilor, a doua etapă nu începe decât după câțiva ani sau zeci de ani. Factori precum îmbătrânirea, sistemul imunitar slăbit și alimentația deficitară cresc riscul ca bacteriile să se răspândească dincolo de tuberculi. Cel mai adesea, cu TB activă, bacteriile distrug țesutul pulmonar și îngreunează foarte mult respirația, dar boala poate afecta și alte părți ale corpului, inclusiv creierul, ganglionii limfatici, rinichii și tractul gastrointestinal. Dacă tuberculoza nu este tratată, aceasta poate fi fatală.

Boala este uneori denumită ciuma albă din cauza tenului cenușiu al victimelor sale. Tuberculoza este principala cauză de deces la nivel mondial, în ciuda dezvoltării unor tratamente eficiente

droguri.

Sursa de infecție este o persoană bolnavă, animalele de companie și păsările bolnave. Cei mai periculoși pacienți cu formă deschisă tuberculoza pulmonara, eliberând agenți patogeni cu spută, picături de mucus la tuse, vorbire etc. Pacienții cu leziuni tuberculoase ale intestinelor, organelor genito-urinale și ale altor organe interne sunt mai puțin periculoși din punct de vedere epidemiologic.

Dintre animalele domestice, bovinele, care excretă agenți patogeni cu lapte, și porcii sunt de cea mai mare importanță ca sursă de infecție.

Modalitățile de transmitere a infecției sunt diferite. Cel mai adesea, infecția apare prin picături prin spută și saliva secretate de pacienți atunci când tusesc, vorbesc, strănut și, de asemenea, prin praful din aer.

Un rol important îl joacă și modul contact-casnic de răspândire a infecției atât direct de la pacient (mâinile murdare cu spută), cât și prin diverse obiecte de uz casnic contaminate cu spută. Produsele alimentare pot infecta un pacient cu tuberculoză; in plus, infectia se poate transmite de la animalele cu tuberculoza prin laptele, produsele lactate si carnea acestora.

Susceptibilitatea la tuberculoză este absolută. Cursul procesului infecțios depinde de starea organismului și de rezistența acestuia, de nutriție, de condițiile de viață, de condițiile de muncă etc.

Funcția excretoare a plămânilor -îndepărtarea a peste 200 de substanțe volatile formate în organism sau pătrunzând în acesta din exterior. În special, dioxidul de carbon, metanul, acetona, substanțele exogene (alcool etilic, eterul etilic), substanțele gazoase narcotice (halotan, protoxid de azot) formate în organism sunt îndepărtate din sânge prin plămâni în diferite grade. Apa se evaporă și de pe suprafața alveolelor.

Pe lângă aer condiționat, plămânii sunt implicați în protejarea organismului de infecții. Microorganismele care s-au așezat pe pereții alveolelor sunt capturate și distruse de macrofagele alveolare. Macrofagele activate produc factori chemotactici care atrag granulocitele neutrofile și eozinofile, care ies din capilare și participă la fagocitoză. Macrofagele cu microorganisme absorbite sunt capabile să migreze către capilarele și ganglionii limfatici, în care se poate dezvolta o reacție inflamatorie. În protejarea organismului de agenții infecțioși care intră în plămâni cu aer, lizozima, interferonul, imunoglobulinele (IgA, IgG, IgM), anticorpii specifici leucocitari formați în plămâni sunt importanți.

Filtrare și hemostaticăfunctia pulmonara- când sângele trece prin cercul mic din plămâni, mici cheaguri de sânge și embolii sunt reținute și îndepărtate din sânge.

Trombii sunt distruși de sistemul fibrinolitic al plămânilor. Plămânii sintetizează până la 90% din heparină, care, pătrunzând în sânge, împiedică coagularea acestuia și îmbunătățește proprietățile reologice.

Depozit de sângeîn plămâni poate ajunge până la 15% din volumul sângelui circulant. Acest lucru nu oprește sângele care a intrat în plămâni din circulație. Există o creștere a alimentării cu sânge a vaselor microvasculare și a venelor plămânilor, iar sângele „depus” continuă să participe la schimbul de gaze cu aerul alveolar.

funcția metabolică include: formarea fosfolipidelor și a proteinelor surfactante, sinteza proteinelor care alcătuiesc fibrele de colagen și elastice, producerea de mucopolizaharide care alcătuiesc mucusul bronșic, sinteza heparinei, participarea la formarea și distrugerea substanțelor biologic active și a altor substanțe.

În plămâni, angiotensina I este transformată într-un factor vasoconstrictor foarte activ - angiotensina II, bradikinina este inactivată cu 80%, serotonina este captată și depusă, precum și 30-40% din norepinefrină. În ele, histamina este inactivată și acumulează, până la 25% insulină, 90-95% prostaglandine din grupele E și F sunt inactivate; Se formează prostaglandine (prostaniclină vasodilatatoare) și oxid nitric (NO). Substanțele biologic active depuse sub stres pot fi eliberate din plămâni în fluxul sanguin și contribuie la dezvoltarea reacțiilor de șoc.

Masa. Funcțiile non-respiratorii ale plămânilor

Funcţie	Caracteristică
De protecţie	Purificarea aerului (celule epiteliale ciliate. proprietăți reologice), imunitatea celulară (macrofage alveolare, neutrofile, limfocite), umorală (imunoglobuline, complement, lactoferină, antiproteaze, interferon), lizozimă (celule seroase, macrofage alveolare)
Detoxifiere	Sistemul oxidazelor
Sinteza substanțelor fiziologic active	Bradikinină, serotonină, leucotriene, tromboxan A2, kinine, prostaglandine, NO
Metabolizarea diferitelor substanțe	Într-un cerc restrâns, sunt inactivate până la 80% bradikinină, până la 98% serotonină, până la 60% calicreină.
metabolismul lipidic	Sinteza surfactanților (surfactant), sinteza structurilor celulare proprii
Metabolismul proteinelor	Sinteza de colagen și elastină („scheletul” plămânului)
metabolismul carbohidraților	Hipoxie prin RMN până la 1/3 din CO consumat pentru oxidarea glucozei
Hemostatic	Sinteza prostaciclinei, NO, ADP, fibrinoliza
Condiționarea	Umidificarea aerului
excretor	Eliminarea produselor metabolice
Echilibrul apei	Evaporarea apei de la suprafață, schimb transcapilar (transpirație)
termoreglare	Transfer de căldură în tractul respirator superior
deponent	Până la 500 ml de sânge
Vasoconstricție hipoxică	Îngustarea vaselor pulmonare cu scăderea O2 în alveole

Schimbul de gaze în plămâni

Cea mai importantă funcție a plămânilor- asigurarea schimbului de gaze intre aerul alveolelor pulmonare si sangele capilarelor cercului mic. Pentru a înțelege mecanismele schimbului de gaze, este necesar să se cunoască compoziția gazelor mediilor care fac schimb între ele, proprietățile structurilor alveolocapilare prin care are loc schimbul de gaze și să se țină cont de caracteristicile fluxului sanguin pulmonar și ale ventilației.

Compoziția aerului alveolar și expirat

Compoziția aerului atmosferic, alveolar (conținut în alveolele pulmonare) și expirat este prezentată în tabel. 1.

Tabelul 1. Conținutul principalelor gaze din aerul atmosferic, alveolar și expirat

Pe baza determinării procentului de gaze din aerul alveolar se calculează presiunea parțială a acestora. În calcule, presiunea vaporilor de apă în gazul alveolar este considerată egală cu 47 mm Hg. Artă. De exemplu, dacă conținutul de oxigen din gazul alveolar este de 14,4% și presiunea atmosferică este de 740 mm Hg. Art., atunci presiunea parțială a oxigenului (p0 2) va fi: p0 2 \u003d [(740-47) / 100] . 14,4 = 99,8 mmHg Artă. În repaus, presiunea parțială a oxigenului din gazul alveolar fluctuează în jurul valorii de 100 mm Hg. Art., iar presiunea parțială a dioxidului de carbon este de aproximativ 40 mm Hg. Artă.

În ciuda alternanței inhalării și expirației în timpul respirației liniștite, compoziția gazului alveolar se modifică doar cu 0,2-0,4%, se menține constanta relativă a compoziției aerului alveolar și schimbul de gaze între acesta și sânge are loc continuu. Constanța compoziției aerului alveolar se menține datorită valorii scăzute a coeficientului de ventilație al plămânilor (LVL). Acest coeficient arată ce parte din capacitatea reziduală funcțională este schimbată cu aerul atmosferic într-un ciclu respirator. În mod normal, CVL este 0,13-0,17 (adică, cu o respirație calmă, se schimbă aproximativ 1/7 din FFU). Compoziția gazului alveolar din punct de vedere al conținutului de oxigen și dioxid de carbon diferă cu 5-6% de cea atmosferică.

Masa. 2. Compoziția gazoasă a aerului inhalat și alveolar

Coeficientul de ventilație al diferitelor zone ale plămânilor poate diferi, astfel încât compoziția gazului alveolar are o valoare diferită nu numai în zonele îndepărtate, ci și în zonele vecine ale plămânului. Depinde de diametrul și permeabilitatea bronhiilor, de producția de surfactant și de distensibilitatea plămânilor, de poziția corpului și de gradul de umplere a vaselor pulmonare cu sânge, de viteza și raportul dintre durata inhalării și expirației. , etc. Gravitația are o influență deosebit de puternică asupra acestui indicator.

Orez. 2. Dinamica mișcării oxigenului în plămâni și țesuturi

Odată cu vârsta, valoarea presiunii parțiale a oxigenului în alveole practic nu se schimbă, în ciuda modificărilor semnificative legate de vârstă în mulți indicatori ai respirației externe (scăderea , TEL, permeabilitatea bronșică, creșterea FFU, TOL etc.). Menținerea stabilității indicelui pO 2 în alveole este facilitată de o creștere a frecvenței respiratorii legată de vârstă.

Difuzia gazelor între alveole și sânge

Difuzia gazelor dintre aerul alveolar și sânge se supune legii generale a difuziei, conform căreia forța motrice este diferența de presiuni parțiale (tensiuni) ale gazului dintre alveole și sânge (Fig. 3).

Gazele care se află în stare dizolvată în plasma sanguină care curge către plămâni își creează tensiunea în sânge, care este exprimată în aceleași unități (mm Hg) ca și presiunea parțială din aer. Valoarea medie a tensiunii oxigenului (pO 2) în sângele capilarelor cercului mic este de 40 mm Hg. Art., iar presiunea sa parțială în aerul alveolar este de 100 mm Hg. Artă. Gradientul de presiune a oxigenului dintre aerul alveolar și sânge este de 60 mm Hg. Artă. Tensiunea dioxidului de carbon în sângele venos care intră este de 46 mm Hg. Art., în alveole - 40 mm Hg. Artă. iar gradientul de presiune al dioxidului de carbon este de 6 mm Hg. Artă. Acești gradienți sunt forța motrice din spatele schimbului de gaze dintre aerul alveolar și sânge. Trebuie avut în vedere că acești gradienți există doar la începutul capilarelor, dar pe măsură ce sângele se deplasează prin capilar, diferența dintre presiunea parțială din gazul alveolar și tensiunea din sânge scade.

Orez. 3. Condiții fizico-chimice și morfologice ale schimbului de gaze între aerul alveolar și sânge

Viteza schimbului de oxigen dintre aerul alveolar și sânge este afectată atât de proprietățile mediului prin care are loc difuzia, cât și de timpul (aproximativ 0,2 s) în care porțiunea de oxigen transferată este legată de hemoglobină.

Pentru a trece din aerul alveolar la eritrocit și a se lega de hemoglobină, molecula de oxigen trebuie să difuzeze prin:

• un strat de surfactant care căptușește alveola;
• epiteliul alveolar;
• membranele bazale și spațiul interstițial dintre epiteliu și endoteliu;
• endoteliul capilar;
• un strat de plasmă sanguină între endoteliu și eritrocit;
• membrana eritrocitară;
• strat de citoplasmă din eritrocit.

Distanța totală a acestui spațiu de difuzie este de la 0,5 la 2 µm.

Factorii care afectează difuzia gazelor în plămâni sunt reflectați în formula Fick:

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

unde V este volumul gazului care difuzează; k este coeficientul de permeabilitate al mediului pentru gaze, în funcție de solubilitatea gazului în țesuturi și greutatea moleculară a acestuia; S este aria suprafeței de difuzie a plămânilor; R1 și R2 - tensiunea gazului în sânge și alveole; d este grosimea spațiului de difuzie.

În practică, în scopuri de diagnostic, se determină un indicator, numit capacitatea de difuzie a plămânilor pentru oxigen(DL O2). Este egal cu volumul de oxigen difuzat din aerul alveolar în sânge prin întreaga suprafață de schimb gazos în 1 min la un gradient de presiune a oxigenului de 1 mm Hg. Artă.

DL O2 = Vo 2 /(P 1 −P 2)

unde Vo 2 este difuzia oxigenului în sânge în 1 min; P 1 - presiunea parțială a oxigenului în alveole; P 2 - tensiunea de oxigen în sânge.

Uneori se numește acest indicator coeficient de transfer.În mod normal, atunci când un adult este în repaus, valoarea DL O2 \u003d 20-25 ml / min mm Hg. Artă. În timpul efortului, DL O2 crește și poate ajunge la 70 ml/min mm Hg. Artă.

La persoanele în vârstă, valoarea DL O2 scade; la 60 de ani, este cu aproximativ 1/3 mai puțin decât cel al tinerilor.

Pentru a determina DL O2, este adesea folosită o definiție mai simplă fezabilă din punct de vedere tehnic a DL CO. Ei iau o respirație de aer care conține 0,3% monoxid de carbon, își țin respirația timp de 10-12 secunde, apoi expiră și, determinând conținutul de CO din ultima porțiune a aerului expirat, calculează trecerea CO în sânge: DL O2 = DL CO. 1.23.

Coeficientul de permeabilitate al mediului biologic pentru CO 2 este de 20-25 de ori mai mare decât pentru oxigen. Prin urmare, difuzia CO 2 în țesuturile corpului și în plămâni la un nivel mai mic decât pentru oxigen, gradienții de concentrație al acestuia, este rapidă, iar dioxidul de carbon conținut în sângele venos la o valoare mai mare (46 mm Hg. Art.) decât în alveole (40 mm Hg. Art.), presiunea parțială, de regulă, reușește să scape în aerul alveolar chiar și cu o oarecare insuficiență a fluxului sanguin sau a ventilației, în timp ce schimbul de oxigen în astfel de condiții scade.

Orez. 4. Schimbul de gaze în capilarele circulației sistemice și pulmonare

Viteza de mișcare a sângelui în capilarele pulmonare este astfel încât un eritrocit trece prin capilar în 0,75-1 s. Acest timp este suficient pentru echilibrarea aproape completă a presiunii parțiale a oxigenului în alveole și a tensiunii acesteia în sângele capilarelor pulmonare. Este nevoie de doar aproximativ 0,2 s pentru a lega oxigenul de hemoglobina eritrocitară. De asemenea, presiunea dioxidului de carbon dintre sânge și alveole se echilibrează rapid. În gardianul de la plămâni prin venele cercului mic de sânge arterial la o persoană sănătoasă, în condiții normale, tensiunea de oxigen este de 85-100 mm Hg. Art., iar tensiunea CO 2 -35-45 mm Hg. Artă.

Pentru a caracteriza condițiile și eficiența schimbului de gaze în plămâni, împreună cu DL 0, se folosește și coeficientul de utilizare a oxigenului (KI O2), care reflectă cantitatea de oxigen (în ml) absorbită de la 1 litru de aer care intră în plămâni: KI 02 \u003d V O2 ml * min - 1 / MOD l * min -1 Normal CI = 35-40 ml * l -1.

Schimbul de gaze în țesuturi

Schimbul de gaze în țesuturi urmează aceleași modele ca și schimbul de gaze în plămâni. Difuzia gazelor merge în direcția gradienților lor de tensiune, viteza acesteia depinde de mărimea acestor gradienți, zona de funcționare a capilarelor sanguine, grosimea spațiului de difuzie și proprietățile gazelor. Mulți dintre acești factori și, prin urmare, rata schimbului de gaze, pot varia în funcție de viteza fluxului sanguin liniar și volumetric, conținutul și proprietățile hemoglobinei, temperatură, pH, activitatea enzimelor celulare și o serie de alte condiții.

Pe lângă acești factori, schimbul de gaze (în special oxigen) între sânge și țesuturi este facilitat de: mobilitatea moleculelor de oxihemoglobină (difuzia lor la suprafața membranei eritrocitare), convecția citoplasmei și a lichidului interstițial, precum și filtrarea și reabsorbția lichidului în microvascularizație.

Schimbul gazos de oxigen

Schimbul de gaze între sângele arterial și țesuturi începe deja la nivelul arteriolelor cu un diametru de 30-40 microni și se efectuează pe întreaga microvasculară până la nivelul venulelor. Cu toate acestea, rolul principal în schimbul de gaze este jucat de capilare. Pentru a studia schimbul de gaze în țesuturi, este util să înțelegem așa-numitul „cilindru de țesut (con)”, care include un capilar și structuri de țesut adiacente furnizate cu oxigen (Fig. 5). Diametrul unui astfel de cilindru poate fi apreciat din distanța intercapilară. Este de aproximativ 25 de microni în mușchiul inimii, 40 de microni în cortexul cerebral și 80 de microni în mușchii scheletici.

Forța motrice a schimbului de gaze în cilindrul de țesut este gradientul de tensiune a oxigenului. Există gradiente longitudinale și transversale. Gradientul longitudinal este îndreptat de-a lungul capilarului. Tensiunea oxigenului în partea inițială a capilarului poate fi de aproximativ 100 mm Hg. Artă. Pe măsură ce eritrocitele se deplasează spre partea venoasă a capilarului și oxigenul difuzează în țesut, pO2 scade la o medie de 35-40 mm Hg. Art., dar in unele conditii poate scadea la 10 mm Hg. Artă. Gradientul transversal de stres O2 în cilindrul de țesut poate ajunge la 90 mm Hg. Artă. (în zonele de țesut cele mai îndepărtate de capilar, în așa-numitul „colț mort”, p0 2 poate fi de 0-1 mm Hg).

Orez. Fig. 5. Reprezentarea schematică a „cilindrului de țesut” și distribuția tensiunii de oxigen în capetele arteriale și venoase ale capilarului în repaus și în timpul lucrului intens

Astfel, în structurile tisulare, livrarea de oxigen către celule depinde de gradul de îndepărtare a acestora din capilarele sanguine. Celulele adiacente secțiunii venoase a capilarului sunt în cele mai proaste condiții pentru livrarea de oxigen. Pentru desfășurarea normală a proceselor oxidative în celule, este suficientă o tensiune de oxigen de 0,1 mm Hg. Artă.

Condițiile schimbului de gaze în țesuturi sunt afectate nu numai de distanța intercapilară, ci și de direcția mișcării sângelui în capilarele vecine. Dacă direcția fluxului sanguin în rețeaua capilară care înconjoară o anumită celulă de țesut este multidirecțională, atunci aceasta crește fiabilitatea alimentării cu oxigen a țesutului.

Eficiența captării oxigenului de către țesuturi se caracterizează prin valoare factor de utilizare a oxigenului(KUK) este raportul dintre volumul de oxigen absorbit de țesut din sângele arterial pe unitatea de timp, exprimat ca procent, și volumul total de oxigen livrat de sânge către vasele țesutului în același timp. Este posibil să se determine FMC al unui țesut prin diferența dintre conținutul de oxigen din sângele vaselor arteriale și din sângele venos care curge din țesut. Într-o stare de odihnă fizică la o persoană, valoarea medie a CMC este de 25-35%. Chiar și în timpul cosirii, valoarea KUK în diferite organe nu este aceeași. În repaus, AC miocardic este de aproximativ 70%.

În timpul activității fizice, gradul de utilizare a oxigenului crește la 50-60%, iar în unii dintre cei mai activi mușchi și inimă poate ajunge la 90%. O astfel de creștere a FCA în mușchi se datorează în primul rând unei creșteri a fluxului sanguin în ei. În același timp, capilarele care nu au funcționat în repaus se deschid, aria suprafeței de difuzie crește, iar distanțele de difuzie pentru oxigen scad. O creștere a fluxului sanguin poate fi cauzată atât în ​​mod reflex, cât și sub influența factorilor locali care dilată vasele musculare. Astfel de factori sunt o creștere a temperaturii mușchilor care lucrează, o creștere a pCO 2 și o scădere a pH-ului sângelui, care nu numai că măresc fluxul sanguin, dar provoacă și o scădere a afinității hemoglobinei pentru oxigen și o accelerare a difuziei oxigenului de la sângele în țesuturi.

Se numește o scădere a tensiunii oxigenului în țesuturi sau dificultatea utilizării acestuia pentru respirația tisulară hipoxie. Hipoxia poate fi rezultatul unei încălcări a ventilației pulmonare sau al insuficienței circulatorii, o încălcare a difuziei gazelor în țesuturi, precum și o lipsă de activitate a enzimelor celulare.

Dezvoltarea hipoxiei tisulare a mușchilor scheletici și a inimii este într-o anumită măsură împiedicată de cromoproteina prezentă în ei - mioglobina, care acționează ca un depozit de oxigen. Grupul protetic al mioglobinei este similar cu hemul hemoglobinei, iar partea proteică a moleculei este reprezentată de un singur lanț polipeptidic. O moleculă de mioglobină este capabilă să lege doar o moleculă de oxigen și 1 g de mioglobină - 1,34 ml de oxigen. În special, o mulțime de mioglobină este conținută în miocard - o medie de 4 mg / g de țesut. Odată cu oxigenarea completă a mioglobinei, aportul de oxigen creat de aceasta în 1 g de țesut va fi de 0,05 ml. Acest oxigen poate fi suficient pentru 3-4 contractii ale inimii. Afinitatea mioglobinei pentru oxigen este mai mare decât cea a hemoglobinei. Presiunea de semisaturație P 50 pentru mioglobină este între 3 și 4 mm Hg. Artă. Prin urmare, în condiții de perfuzie suficientă a mușchiului cu sânge, acesta stochează oxigen și îl eliberează numai atunci când apar condiții apropiate de hipoxie. Mioglobina la om leagă până la 14% din cantitatea totală de oxigen din organism.

În ultimii ani, au fost descoperite și alte proteine ​​care pot lega oxigenul în țesuturi și celule. Acestea includ proteina neuroglobina, care se găsește în țesutul cerebral și retină, și citoglobina, care se găsește în neuroni și alte tipuri de celule.

Hiperoxia - creșterea tensiunii de oxigen în sânge și țesuturi în raport cu norma. Această afecțiune se poate dezvolta atunci când o persoană respiră oxigen pur (pentru un adult, o astfel de respirație este permisă timp de cel mult 4 ore) sau când este plasată în camere cu presiune ridicată a aerului. Cu hiperoxie, simptomele intoxicației cu oxigen se pot dezvolta treptat. Prin urmare, cu utilizarea prelungită a respirației cu un amestec de gaze cu un conținut ridicat de oxigen, conținutul acestuia nu trebuie să depășească 50%. Deosebit de periculos este conținutul crescut de oxigen din aerul inhalat pentru nou-născuți. Inhalarea prelungită a oxigenului pur reprezintă o amenințare de deteriorare a retinei, a epiteliului pulmonar și a unor structuri ale creierului.

Schimbul gazos de dioxid de carbon

În mod normal, tensiunea dioxidului de carbon din sângele arterial variază între 35-45 mm Hg. Artă. Gradientul de tensiune al dioxidului de carbon între sângele arterial care intră și celulele din jurul capilarului tisular poate ajunge la 40 mm Hg. Artă. (40 mm Hg în sângele arterial și până la 60-80 mm în straturile celulare profunde). Sub acțiunea acestui gradient, dioxidul de carbon difuzează din țesuturi în sângele capilar, determinând o creștere a tensiunii în acesta până la 46 mm Hg. Artă. și creșterea conținutului de dioxid de carbon la 56-58 vol%. Aproximativ un sfert din tot dioxidul de carbon care părăsește țesutul în sânge se leagă de hemoglobină, restul, datorită enzimei anhidrazei carbonice, se combină cu apa și formează acid carbonic, care este rapid neutralizat prin adăugarea de ioni Na "și K" și transportat la plămâni sub forma acestor bicarbonați.

Cantitatea de dioxid de carbon dizolvat în corpul uman este de 100-120 de litri. Aceasta reprezintă de aproximativ 70 de ori mai multe rezerve de oxigen în sânge și țesuturi. Când tensiunea dioxidului de carbon din sânge se modifică, are loc o redistribuire intensă a acestuia între acesta și țesuturi. Prin urmare, atunci când plămânii nu sunt ventilați corespunzător, nivelul de dioxid de carbon din sânge se modifică mai lent decât nivelul de oxigen. Deoarece țesuturile adipoase și osoase conțin o cantitate deosebit de mare de dioxid de carbon dizolvat și legat, ele pot acționa ca un tampon, captând dioxidul de carbon în timpul hipercapniei și eliberându-l în timpul hipocapniei.

Sângele care curge către plămâni din inimă (venos) conține puțin oxigen și mult dioxid de carbon; aerul din alveole, dimpotrivă, conține mult oxigen și mai puțin dioxid de carbon. Ca rezultat, difuzia în două sensuri are loc prin pereții alveolelor și ai capilarelor. oxigenul trece în sânge, iar dioxidul de carbon trece din sânge în alveole. În sânge, oxigenul pătrunde în celulele roșii din sânge și se combină cu hemoglobina. Sângele oxigenat devine arterial și intră în atriul stâng prin venele pulmonare.

La om, schimbul de gaze se finalizează în câteva secunde, în timp ce sângele trece prin alveolele plămânilor. Acest lucru este posibil datorită suprafeței uriașe a plămânilor, care comunică cu mediul extern. Suprafaţa totală a alveolelor este de peste 90 m 3 .

Schimbul de gaze în țesuturi se realizează în capilare. Prin pereții lor subțiri, oxigenul intră din sânge în fluidul tisular și apoi în celule, iar dioxidul de carbon din țesuturi trece în sânge. Concentrația de oxigen din sânge este mai mare decât în ​​celule, astfel încât se difuzează ușor în ele.

Concentrația de dioxid de carbon în țesuturile unde este colectat este mai mare decât în ​​sânge. Prin urmare, trece în sânge, unde se leagă cu compușii chimici plasmatici și parțial cu hemoglobina, este transportat de sânge în plămâni și este eliberat în atmosferă.

Subiect:Sistemul respirator

Lecția: Structura plămânilor. Schimbul de gaze în plămâni și țesuturi

Plămânii umani sunt un organ pereche în formă de con (vezi Fig. 1). În exterior, sunt acoperite cu o pleură pulmonară, cavitatea toracică este acoperită cu o pleură parietală. Între cele 2 straturi ale pleurei se află lichidul pleural, care reduce forța de frecare în timpul inhalării și expirației.

Orez. 1.

În 1 minut, plămânii pompează 100 de litri de aer.

Ramura bronhiilor, formând bronhiole, la capete ale cărora se află vezicule pulmonare cu pereți subțiri - alveole (vezi Fig. 2).

Orez. 2.

Pereții alveolelor și capilarelor sunt cu un singur strat, ceea ce facilitează schimbul de gaze. Sunt formate din epiteliu. Ele secretă surfactant, care împiedică alveolele să se lipească, și substanțe care ucid microorganismele. Deșeurile de substanțe biologic active sunt digerate de fagocite sau excretate sub formă de spută.

Orez. 3.

Oxigenul din aerul alveolelor trece în sânge, iar dioxidul de carbon din sânge trece în aerul alveolar (vezi Fig. 3).

Acest lucru se datorează presiunii parțiale, deoarece fiecare gaz se dizolvă într-un lichid tocmai datorită presiunii sale parțiale.

Dacă presiunea parțială a unui gaz în mediu este mai mare decât presiunea acestuia în lichid, atunci gazul se va dizolva în lichid până când se formează echilibrul.

Presiunea parțială a oxigenului este de 159 mm. rt. Artă. în atmosferă și în sângele venos - 44 mm. rt. Artă. Acest lucru permite oxigenului din atmosferă să treacă în sânge.

Sângele pătrunde în plămâni prin arterele pulmonare și se răspândește prin capilarele alveolelor într-un strat subțire, ceea ce favorizează schimbul de gaze (vezi Fig. 4). Oxigenul, care trece din aerul alveolar în sânge, interacționează cu hemoglobina pentru a forma oxihemoglobina. În această formă, oxigenul este transportat de sânge de la plămâni la țesuturi. Acolo, presiunea parțială este scăzută, iar oxihemoglobina se disociază, eliberând oxigen.

Orez. 4.

Mecanismele de eliberare a dioxidului de carbon sunt similare cu mecanismele de aport de oxigen. Dioxidul de carbon formează un compus instabil cu hemoglobina - carbohemoglobina, care se disociază în plămâni.

Orez. 5.

Monoxidul de carbon formează un compus stabil cu hemoglobina, care nu se disociază. Și o astfel de hemoglobină nu își mai poate îndeplini funcția - de a transporta oxigen în tot corpul. Ca rezultat, o persoană poate muri prin sufocare chiar și cu o funcție pulmonară normală. Prin urmare, este periculos să te afli într-o încăpere închisă, neventilata, în care rulează o mașină sau este încălzită o sobă.

Informații suplimentare

Mulți oameni respiră frecvent (de peste 16 ori pe minut), în timp ce fac mișcări respiratorii superficiale. Ca urmare a unei astfel de respirații, aerul intră numai în părțile superioare ale plămânilor, iar stagnarea aerului are loc în părțile inferioare. Într-un astfel de mediu are loc reproducerea intensivă a bacteriilor și virușilor.

Pentru a verifica în mod independent corectitudinea respirației, veți avea nevoie de un cronometru. Va fi necesar să se determine câte mișcări respiratorii face o persoană pe minut. În acest caz, este necesar să se monitorizeze procesul de inhalare și inhalare.

Dacă mușchii abdominali se încordează în timpul respirației, acesta este un tip de respirație abdominală. Dacă se modifică volumul toracelui, acesta este un tip de respirație toracică. Dacă sunt folosite ambele mecanisme, atunci o persoană are un tip mixt de respirație.

Dacă o persoană face până la 14 mișcări respiratorii pe minut, acesta este un rezultat excelent. Dacă o persoană face 15 - 18 mișcări - acesta este un rezultat bun. Și dacă mai mult de 18 mișcări - acesta este un rezultat prost.

Bibliografie

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Belyaev I.N. Biologie. 8. - M.: Dropia.

2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Shvetsov G.G. / Ed. Pasechnik V.V. Biologie. 8. - M.: Dropia.

3. Dragomilov A.G., Mash R.D. Biologie. 8. - M.: Ventana-Contele.

Teme pentru acasă

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Belyaev I.N. Biologie. 8. - M.: Dropia. - S. 141, teme și întrebarea 1, 3, 4.

2. Ce rol joacă presiunea parțială în schimbul de gaze?

3. Care este structura plămânilor?

4. Pregătește un mesaj scurt în care explică de ce azotul, dioxidul de carbon și alte componente ale aerului nu intră în sânge în timpul inhalării.

În plămâni, schimbul de gaze are loc între aerul care intră în alveole și sângele care curge prin capilare. Schimbul intens de gaze între aerul alveolelor și sânge este facilitat de grosimea mică a așa-numitei bariere aer-sânge. Pereții alveolelor sunt construiți dintr-un epiteliu scuamos monostrat, acoperit din interior cu o peliculă subțire de fosfolipide - un surfactant care împiedică lipirea alveolelor în timpul expirației și scade tensiunea superficială.Schimbul de gaze între aer și sânge. În timpul inspirației, concentrația de presiune parțială a oxigenului în alveole este mult mai mare de 100 mm Hg. Art., decât în ​​sângele venos 40 mm Hg. Art., care curge prin capilarele pulmonare. Prin urmare, oxigenul părăsește cu ușurință alveolele în sânge, unde intră rapid în combinație cu eritrocitele de hemoglobină. În același timp, dioxidul de carbon, a cărui concentrație în sângele venos al capilarelor este mare, 47 mm Hg. Art., difuzează în alveole, unde presiunea sa parțială este sub 40 mm Hg. Art.. Din alveole, dioxidul de carbon ușor este excretat cu aerul expirat.Datorită proprietății speciale a hemoglobinei de a se combina cu oxigenul și dioxidul de carbon, sângele este capabil să absoarbă aceste gaze într-o cantitate semnificativă.

În țesuturile corpului, ca urmare a metabolismului continuu și a proceselor oxidative intense, se consumă oxigen și se formează dioxid de carbon.Dioxidul de carbon format în timpul metabolismului trece din țesuturi în sânge și se atașează de hemoglobină. În acest caz, se formează un compus instabil - carbohemoglobina. Enzima anhidrază carbonică, localizată în eritrocite, contribuie la conectarea rapidă a hemoglobinei cu dioxidul de carbon.

Aprovizionarea insuficientă cu oxigen a țesuturilor poate apărea hipoxia atunci când există o lipsă a acestuia în aerul inhalat.

Când te oprești, nu mai respira, se dezvoltă asfixiere. Această condiție se poate întâmpla în timpul înecului sau în alte circumstanțe neașteptate.

23. Conceptul de hipoxie. Forme acute și cronice. Tipuri de hipoxie.

Hipoxia este un proces patologic tipic care apare atunci când există o aprovizionare insuficientă cu oxigen a țesuturilor corpului sau o încălcare a utilizării acestuia în procesul de oxidare biologică. Această lipsă de oxigen a țesuturilor poate apărea sub influența factorilor fizici, chimici, biologici și alți factori.Diferitele organe și țesuturi au sensibilitate inegală la lipsa de oxigen și ATP. Țesutul creierului este cel mai sensibil la hipoxie. în timpul hipoxiei suferă în primul rând celulele sistemului nervos central.Tipuri de hipoxie.Hipoxie exogenă: 1 hipoxic normobar – apare atunci când stai în încăperi închise, prost ventilate din mine, puțuri, cabine de avioane etc., timp îndelungat; 2 hipobaric hipobaric - se dezvoltă cu scăderea presiunii parțiale a oxigenului p02 în aerul inhalat din cauza scăderii presiunii barometrice, la urcarea la o înălțime de munte sau rău de înălțime; 3 hiperoxic - apare în condiții de exces de oxigen, care nu este consumat de organism și are un efect toxic, blocând respirația tisulară, o complicație a oxigenării hiperbare.Hipoxie endogenă în timpul proceselor patologice din organism: 1 respirator - apare cu boli ale plămâni, trahee, pleura, se dezvoltă cu boli de inimă vasele de sânge și vasele de sânge 3 sânge hemic - este furnizat cu o scădere a numărului de eritrocite cu diverse anemii sau cu o modificare a proprietăților hemoglobinei și o încălcare a capacității sale de a emana oxigen; 4 țesut - apare atunci când procesele redox din celule sunt perturbate, 5 mixte - se dezvoltă cu disfuncția simultană a unui număr de sisteme care asigură alimentarea cu oxigen țesuturilor. Hipoxia acută se dezvoltă rapid și apare adesea cu insuficiență respiratorie și cardiovasculară acută. - dificultăți de respirație, tahicardie, dureri de cap, greață, vărsături, tulburări psihice, tulburări de coordonare a mișcărilor, cianoză, uneori tulburări de vedere și auz.Hipoxia cronică se caracterizează printr-o evoluție lungă și apare cu afecțiuni ale sângelui, insuficiență cardiovasculară și respiratorie cronică, respiratorii. tulburări de circulație și circulație a sângelui, cefalee, iritabilitate, modificări distrofice ale țesuturilor.Hipoxia generală se caracterizează prin înfometarea de oxigen și energie a întregului organism. Hipoxia locală se caracterizează prin lipsa de oxigen și energie a individului

24. Încălcări ale funcțiilor corpului în timpul hipoxiei.

Cei mai timpurii indicatori ai deficitului de oxigen cerebral sunt excitația generală, euforia, slăbirea atenției și creșterea numărului de erori în rezolvarea problemelor complexe. Apoi vin inhibiția, somnolența, coordonarea defectuoasă a mișcărilor. posibila pierdere a cunostintei, aparitia convulsiilor, paralizii.Cu deficit sever de oxigen tulburarea respiratiei: devine frecventa, superficiala, cu fenomene de hipoventilatie. Apoi vine depresia respiratorie. Mișcările respiratorii neregulate pot fi înlocuite cu oprirea pe termen scurt a respirației. La unele tipuri de hipoxie, apare cianoza - cianoza pielii, care este asociată cu o scădere a CO2 și a conținutului de oxihemoglobină din sânge. În cazul hipoxiei respiratorii, din cauza scăderii CO2 în sângele arterial, se dezvoltă cianoză centrală difuză. Odată cu hipoxia circulatorie, se dezvoltă acrocianoza periferică din cauza scăderii CO2 din sângele venos. Hipoxia perturbă, de asemenea, funcționarea sistemului cardiovascular. tahicardie și creșterea tensiunii arteriale. deprimarea activității cardiace. În toate organele și țesuturile, cu excepția creierului și a inimii, există o încălcare pronunțată a microcirculației, care crește severitatea înfometării de oxigen a țesuturilor.O scădere bruscă a fluxului sanguin renal este periculoasă, deoarece aceasta poate duce la dezvoltarea necrozei. a stratului cortical al rinichiului si insuficienta renala acuta. Metabolismul bazal crește mai întâi, apoi scade cu hipoxemie severă. Temperatura corpului scade, și descompunerea grăsimilor crește. Din cauza lipsei de oxigen, acizii grași nu pot fi descompuși complet, prin urmare, în timpul hipoxiei, acizii ceto se acumulează în celule și sânge. Ca urmare a deficienței de energie, funcționarea pompelor ionice este întreruptă, iar ionii de potasiu se acumulează.

25. Mecanisme compensatorii în hipoxie.

În condiții de hipoxie, reacțiile adaptative urgente se activează imediat. Acestea sunt furnizate de mecanisme reflexe care implică sistemul nervos central. Mecanisme respiratorii: 1 creșterea ventilației pulmonare prin creșterea adâncimii și frecvenței respirației dificultăți compensatorii; 2 creșterea suprafeței respiratorii a plămânilor datorită ventilației alveolelor suplimentare; 3 cresterea permeabilitatii membranei alveolocapilare pentru 02 si CO2.Mecanisme hemodinamice: 1 crestere a debitului cardiac datorita cresterii volumului stroke si a ritmului cardiac; 2 creșterea tonusului vaselor de sânge și accelerarea fluxului sanguin; 3 redistribuirea sângelui în vasele de sânge Mecanisme hematogene: 1 creșterea conținutului de eritrocite în sângele periferic datorită mobilizării lor din depozit; 2 hematopoieza crescută; 3 creșterea disocierii oxihemoglobinei în oxigen și hemoglobină Mecanismele tisulare. 1 creștere a cantității de oxigen furnizată țesuturilor din sângele arterial; 2 activarea glicolizei anaerobe; 3 slăbirea intensității metabolismului în organe, Reacțiile adaptative pe termen lung sunt reprezentate de adaptarea la hipoxie.Asfixia este o afecțiune care apare cu o scădere bruscă sau oprire completă a aportului de oxigen și eliberare de dioxid de carbon.comprimarea lor din exterior: există sunt patru etape.Prima etapă este o creștere a excitabilității centrilor respiratori și vasomotori, a tonusului sistemului nervos simpatic. dispneea inspiratorie cresterea tensiunii arteriale; în convulsii.În a doua etapă, tonusul sistemului nervos parasimpatic crește; se dezvoltă dispneea expiratorie. bradicardie, stadiul al treilea -. Respirația se oprește câteva minute, tensiunea arterială scade, activitatea cardiacă încetinește.A patra etapă se manifestă prin respirație terminală, tensiunea arterială scade, bătăile inimii sunt rare, reflexele se estompează; apar convulsii, urinare involuntară, defecare. Moartea vine din paralizia respiratorie.

26. Metabolismul proteinelor și reglarea acestuia.

În perioada de creștere, proteinele sunt necesare pentru formarea de noi celule și țesuturi. Cu cât copilul este mai mic, cu atât este nevoie de mai multe proteine ​​pentru fiecare kg de greutate corporală. În primul an de viață al unui copil, sunt necesare 5-5,5 g de proteine ​​pentru fiecare kg, la vârsta de 1 până la 3 ani - 4-4,5 g. Băieții au nevoie de mai multe proteine ​​decât fetele. Sinteza proteinelor într-un organism în curs de dezvoltare domină peste degradare. Prin urmare, copiii se caracterizează printr-un bilanţ pozitiv de azot. Există doze zilnice optime de proteine, la care există o întârziere maximă, sau reținere, a azotului în organism. O creștere a cantității de proteine ​​peste această normă nu este însoțită de o creștere a retenției de azot în organism. Este foarte important ca copiii să obțină destui aminoacizi esențiali din alimente. Lizina, care favorizează hematopoieza, consumul de triptofan, de asemenea necesar creșterii La copiii cu vârsta cuprinsă între 1 și 3 ani, 75% din proteina obținută din alimente ar trebui să fie de origine animală, 25% de origine vegetală Proteinele nu se depun în organism. în rezervă, deci dacă le dați cu alimente mai mult decât are nevoie organismul, atunci nu se va produce o creștere a retenției de azot și o creștere a sintezei proteinelor. În același timp, echilibrul acido-bazic al copilului este perturbat, apetitul se înrăutățește, excreția de azot cu urina și fecale crește. Odată cu creșterea în vârstă, conținutul de proteine ​​animale ar trebui să scadă, iar la 5 ani cantitatea ambelor proteine ​​ar trebui să fie aceeași. Metabolismul azotului la copii se caracterizează prin prezența creatinei în urină, în timp ce urina adulților nu o conține. Acest lucru se datorează dezvoltării insuficiente a mușchilor care rețin creatina în starea adultă. Abia la vârsta de 17-18 ani creatina dispare din urină. Activitatea multor enzime crește după naștere,

27. Metabolismul carbohidraților și grăsimilor, reglarea acestora.

Grăsimile vegetale și animale luate cu alimente sunt descompuse în tractul digestiv în glicerol și acizi grași, care sunt absorbite în sânge și limfă și doar parțial în sânge. Din aceste substanțe, precum și din produșii metabolici ai carbohidraților și proteinelor, se sintetizează lipidele. lipidele sunt o parte esentiala a structurilor celulare: citoplasma, nucleul si membrana celulara, in special celulele nervoase. Lipidele care nu se consumă în organism sunt depozitate în rezervă sub formă de depozite de grăsime.Unii acizi grași nesaturați necesari organismului - linoleic, linolenic, arahidonic, trebuie să intre în organism în formă finită, deoarece organismul nu este capabil. pentru a le sintetiza – acizi grași esențiali. Conținute în uleiurile vegetale Vitaminele solubile în acestea intră în organism cu grăsimi: A, D, E, K, care au o importanță vitală. Nevoia organismului de lipide la copii este mai mare, cu cât copilul este mai mic. Este imposibil să se dezvolte imunitatea generală și specifică fără grăsimi.instabil la copii, cu lipsa de carbohidrați în alimente sau cu consumul crescut al acestora, depozitul de grăsime se epuizează rapid.Modificările în conținutul diferitelor lipide din organism provoacă tulburări treptate în permeabilitatea și densitatea membranelor celulare, care este însoțită de o deteriorare a funcției celulare. Caracteristicile metabolismului carbohidraților. Carbohidrații sunt principala sursă de energie. Cea mai mare cantitate se găsește în cereale, cartofi, fructe și legume. Carbohidrații sunt descompusi în tractul digestiv în glucoză, absorbiți în sânge și absorbiți de celulele corpului. Glucoza neutilizată este stocată ca glicogen polizaharid în ficat și mușchi, care este rezerva de carbohidrați din organism. Hipoglicemia SNC este deosebit de sensibilă la lipsa de glucoză în sânge. Cu o scădere ușoară a glicemiei, se observă slăbiciune, amețeli și, cu o scădere semnificativă a carbohidraților, apar diverse tulburări ale sistemului autonom, convulsii și pierderea conștienței. Descompunerea carbohidraților poate avea loc în condiții aerobe sau anaerobe. Viteza de descompunere a glucozei și capacitatea de a extrage și procesa rapid rezerva sa - glicogenul - creează condiții pentru mobilizarea de urgență a resurselor energetice în caz de excitare emoțională ascuțită, încărcări musculare intense. După cum știți, carbohidrații fac parte din acizii nucleici, citoplasma, joacă un rol plastic important în formarea membranelor celulare. O trăsătură caracteristică a metabolismului carbohidraților la copii este digestibilitatea ridicată a carbohidraților de până la 99%. Trebuie avut în vedere faptul că în primul an de viață, lactaza este principalul carbohidrat. Corpul copilului are o mare nevoie de carbohidrați, deoarece intensitatea glicolizei în el este foarte mare, este cu 35% mai mare decât la adulți. Necesarul zilnic de carbohidrați la sugar este de 10-12 g la 1 kg de greutate corporală, la vârsta de 1 până la 3 ani -193 g. Toleranța la glucoză la copii este mai mare decât la adulți.

28. Schimbul de apă și săruri minerale, reglementarea acestuia.

Sărurile minerale nu sunt surse de energie, dar aportul și excreția lor este o condiție pentru funcționarea sa normală. Sărurile minerale creează o anumită presiune osmotică. Cantitatea de săruri conținută în corpul copilului crește odată cu vârsta. Mai ales mare la copii este nevoia de Ca și P, care sunt necesare pentru formarea țesutului osos. Calciul afectează excitabilitatea sistemului nervos, contractilitatea musculară, coagularea sângelui, metabolismul proteinelor și grăsimilor din organism. Cea mai mare nevoie de Ca se remarcă în primul an de viață și în perioada pubertății. În primul an de viață, Ca este necesar de 8 ori mai mult decât în ​​al doilea, cu o scădere a cantității de Ca din organism la adulți, începe să pătrundă în sânge din țesutul osos, n. La copii, în acest caz, dimpotrivă, Ca este reținut de țesutul osos, sânge. Pentru procesul normal de osificare, este necesar ca o cantitate suficientă de fosfor să intre în organism. La copiii preșcolari, raportul dintre calciu și fosfor ar trebui să fie egal cu unul. La 8-10 ani, calciul este necesar ceva mai puțin decât fosforul: fosforul este necesar nu numai pentru creșterea țesutului osos, ci și pentru funcționarea normală a sistemului nervos, a majorității organelor glandulare și a altor organe.Cantitatea de Na +, Ionii K + și Cl- în hrana copiilor ar trebui să fie mai puțini decât în ​​hrana unui adult, un copil ar trebui să primească fier cu alimente mai mult decât un adult. un organism în creștere are nevoie, de asemenea, de oligoelemente, multe dintre ele sunt implicate în procesele de hematopoieză a cupru, cobalt, molibden. se acumulează în organism. Iodul este esențial pentru formarea hormonilor tiroidieni. Absența sa în alimente duce la dezvoltarea bolii, gușă endemică. Fluorul este necesar pentru formarea corectă a țesutului dentar, în special a smalțului dentar.Metabolismul apă-sare. Creșterea și dezvoltarea copilului depinde de o cantitate suficientă de apă în organism, care asigură un metabolism intens. = apa din corpul uman este = un material de construcție, un catalizator pentru toate procesele metabolice și un termoregulator al organismului. Cantitatea totală de apă din organism depinde de vârstă, sex și grăsime. În medie, corpul unui bărbat conține aproximativ 61% din apă, în timp ce corpul unei femei conține 51%. La copii, apa este foarte rapid redistribuită între sânge și țesuturi. În intestinele copiilor, se absoarbe mai repede decât la adulți. La copii, țesuturile pierd și acumulează rapid apă. Lipsa apei provoacă tulburări severe ale metabolismului intermediar la copii. Cu cât copilul este mai mic, cu atât ar trebui să primească mai multă apă pe kg de greutate. Nevoia relativă de apă scade odată cu vârsta, în timp ce necesarul absolut crește. Băieții au nevoie de mai multă apă decât fetele.

29. Sistemul excretor uman. Nefronul este unitatea structurală și funcțională de bază a rinichilor. Fazele de urinare.

Organele excretoare includ: rinichi, uretere, vezica urinara, uretra. Funcția normală a sistemului excretor menține echilibrul acido-bazic și asigură activitatea organelor și sistemelor corpului.

Rinichi lat. ren; greacă nephos - un organ excretor pereche care formează urina, are o masă de 100-200 g, este situat pe părțile laterale ale coloanei vertebrale la nivelul vertebrelor XI toracice și II-III lombare.

Rinichii sunt în formă de fasole, cu poli superior și inferior, marginile convexe externe și concave interne, suprafețele anterioare și posterioare. Rinichii sunt acoperiți de trei membrane - fascia renală, capsule fibroase și grase. Rinichiul este alcatuit din doua straturi: corticala deschisa exterioara si medularul inchis la culoare, substanta corticala patrunde in medula sub forma de coloane si o imparte in 5-20 de piramide renale. constituind piramidele renale.Principala unitate functionala si structurala a rinichiului este nefronul, sunt in jur de 1,5 milioane.Nefron fig. 83 este format din corpusculul renal, inclusiv glomerulul vascular. Corpul este înconjurat de o capsulă cu pereți dubli, capsulă Shumlyansky-Bowman. Cavitatea capsulei este căptușită cu un singur strat de epiteliu cuboidal.Aproximativ 80% din nefroni sunt localizați în grosimea substanței corticale - nefroni corticali, iar 18-20% sunt localizați în medula rinichiului - nefroni pericerebrali juxtamedulari. Aportul de sânge la rinichi are loc din cauza bine-dezvoltate. rețeaua venoasă a vaselor de sânge. Ureterul este un organ pereche care transportă urina de la rinichi la vezică. Are forma unui tub cu diametrul de 6-8 mm, lungimea de 30-35 cm.Deosebeste intre partile abdominale, pelviane si intraparietale.trecerea partii abdominale la pelvina si inainte de a curge in vezica urinara. Vezica urinara este un organ gol nepereche in care se acumuleaza urina 250-500 ml; situat în partea inferioară a pelvisului. Forma și mărimea sa depind de gradul de umplere cu urină.În vezică se disting vârful, corpul, fundul și gâtul. Uretra este destinată excreției periodice a urinei din vezică și ejecției semințelor la bărbați.Cantitatea zilnică de diureză urinară la un adult este în mod normal de 1,2-1,8 litri și depinde de lichidul care a intrat în corp, temperatura mediului și altele. factori. Culoarea urinei normale este galben pai și cel mai adesea depinde de densitatea sa relativă. Reacția urinei este ușor acidă, densitatea relativă este de 1,010-1,025. Urina conține 95% apă, 5% solide, a căror parte principală este ureea - 2%, acid uric - 0,05%, creatinina - 0,075%. Urina primară se deplasează de-a lungul tubilor nefronului. Din aceasta, toate substantele necesare organismului si cea mai mare parte a apei sunt absorbite inapoi in sange.Faza II a urinarii – reabsorbtie. Produsele de carie raman in tubuli, nutrienti de care organismul nu are nevoie sau cei de care nu este capabil sa stocheze, de exemplu, glucoza in diabet. Ca rezultat, urina secundară se formează aproximativ 1,5 litri pe zi. Din tubii contorti, urina intră în canalele colectoare, care unesc și transportă urina în pelvisul renal. De acolo, urina trece prin uretere către vezică.

30. Reglarea nervoasă și umorală a activității rinichilor. Reglarea activității rinichilor.

31. Conceptul de termoreglare. Termoregulare chimică și fizică.

Temperatura părților individuale ale corpului uman este diferită, ceea ce este asociat cu condiții inegale pentru producerea și transferul de căldură. În repaus și activitate fizică moderată, cea mai mare producție de căldură și cel mai scăzut transfer de căldură au loc în organele interne, astfel încât temperatura acestora este cea mai ridicată, cea mai ridicată în ficat este de 37,8-38 ° C. Cea mai scăzută temperatură a pielii la om se observă în zona mâinilor și picioarelor, mult mai mare este în axilă, unde se măsoară de obicei. În condiții normale, la o persoană sănătoasă, temperatura la axilă este de 36,5-36,9 ° C. În timpul zilei, temperatura corpului uman fluctuează: minimă la 3-4 ore, maximă - la 16-18 ore. Capacitatea animalelor homoioterme de a menține temperatura corpului la un nivel constant este asigurată de două procese interdependente - generarea de căldură și transferul de căldură.Termoreglarea chimică asigură un anumit nivel de producere de căldură necesar pentru implementarea normală a proceselor enzimatice în țesuturi. Cea mai intensă generare de căldură are loc în mușchi. În condiții de frig, generarea de căldură în mușchi crește dramatic. În procesele de generare a căldurii, pe lângă mușchi, un rol important îl joacă ficatul și rinichii. Termoreglarea fizică se realizează prin modificarea transferului de căldură din corp. Transferul de căldură se realizează în următoarele moduri: Radiația de căldură - radiația asigură transferul de căldură de către corp către mediul său, folosind radiația infraroșie de la suprafața corpului. Conducerea căldurii are loc prin contactul cu obiecte a căror temperatură este mai mică decât temperatura corpului. Convecția asigură transferul de căldură către aer sau lichid adiacent corpului. Eliberarea de căldură de către organism se realizează și prin evaporarea apei de la suprafața pielii și de pe mucoasele tractului respirator în timpul respirației. prin piele se evaporă până la 0,5 l de apă pe zi. Centrul de producere a căldurii este situat în partea caudală a hipotalamusului. Odată cu distrugerea acestei părți a creierului la un animal, mecanismele de generare a căldurii sunt perturbate și un astfel de animal devine incapabil să mențină temperatura corpului atunci când temperatura ambientală scade și se dezvoltă hipotermia. Centrul de transfer de căldură este situat în hipotalamusul anterior. Odată cu distrugerea acestei regiuni, animalul își pierde și capacitatea de a menține izotermia, în timp ce capacitatea de a tolera temperaturi scăzute este păstrată.