Дихальні рухи. Газообмін у легенях і тканинах. Нейрогуморальна регуляція процесів дихання

Діти, запишіть у зошити тему уроку.
Під час роботи записуйте основні тези та виконуйте запропоновані завдання.
Перегляньте навчальне відео уважно.

Посилання на відео:https://youtu.be/Fx2BTbOllXo?si=PkEZbnC1f0h74S0d

Дихання складається з двох фаз — вдиху та видиху. Під час вдиху повітря заходить у легені, під час видиху — виходить з них. Разом вдих і видих утворюють один дихальний цикл.
Об’єм легень змінюється завдяки рухам грудної клітки та діафрагми.

Порівняння:

Під час вдиху ребра піднімаються, діафрагма опускається, легені розширюються.

Під час видиху ребра опускаються, діафрагма піднімається, легені зменшуються в об’ємі.

Легені не мають власних м’язів, тому вдих і видих здійснюються завдяки скороченню або розслабленню м’язів, які змінюють об’єм грудної порожнини. У дихальних рухах беруть участь міжреберні м’язи та діафрагма, меншою мірою – м’язи черевного преса, деякі м’язи плечового поясу, шиї, спини.

Під час вдиху:

• скорочуються зовнішні міжреберні м’язи — ребра піднімаються;

• діафрагма стає пласкою та опускається;

• об’єм грудної клітки збільшується;

• тиск у легенях зменшується;

• повітря заходить у легені.

Повітря рухається туди, де тиск нижчий.

У стані спокою видих відбувається без особливих зусиль:

• м’язи розслабляються;

• ребра опускаються;

• діафрагма піднімається;

• об’єм грудної клітки зменшується;

• повітря виходить з легень.

Під час активного (глибокого) видиху додатково скорочуються внутрішні міжреберні м’язи та м’язи живота.

Під час вдиху атмосферне повітря надходить до легень і в альвеолах змішується з повітрям, яке залишилося в них після видиху. Артеріями малого кола кровообігу венозна кров потрапляє в легені .

У венозній крові міс титься значний відсоток вуглекислого газу.

Через стінки капілярів альвеол відбувається газообмін між повітрям, яке міститься в альвео лах (альвеолярне повітря), та кров’ю.

Вона віддає вуглекислий газ і отримує кисень, тобто венозна кров перетворюється на артеріальну.

Артеріальна кров виходить з легень через легеневі вени та прямує до серця .

Усі складники повітряного шару створюють атмосферний тиск на поверхню Землі й на всі тіла поблизу неї.

Кожен газ створює тиск від повідно до його частки в атмосферному повітрі. Вимірюють тиск кожного складника повітря в міліметрах ртутного стовпчика (скорочено мм рт. ст.).

У повітрі, яке вдихає людина, кисню значно більше, ніж у веноз ній крові.

Оскільки тиск кисню в альвеолярному повітрі більший (102 мм рт. ст.), ніж у венозній крові (40 мм рт. ст.), то через різницю тисків кисень з альвеолярного повітря потрапляє крізь стінки альвеол та стінки капілярів у кров. Вуглекислий газ переходить в альвеолярне повітря завдяки різниці між його тиском у венозній крові (47 мм рт. ст.) і тиском в альвеоляр ному повітрі (40 мм рт. ст.).

Отже, завдяки інтенсивному обміну газів у легенях, тобто безперервному надходженню кисню та видаленню вуглекислого газу, склад альвеолярного повітря сталий, що має велике значення для підтримання гомеостазу.

Збагачена киснем артеріальна кров великим колом кровообігу від серця над ходить у капіляри, розміщені в усіх тка нинах. Тут артеріальна кров перетворюється на венозну. Вона повертається до серця, а звідти – до легень. Таке перемі щення газів з крово обігом має назву транспорт газів кров’ю.

Значна частина кисню й вуглекислого газу переноситься в хімічно зв’язаному стані з білком гемоглобіном, який міс титься в еритроцитах (1 г гемоглобіну зв’язує 1,34 мл кисню).

Кров постачає до тканин кисень у вигляді окисненого гемоглобіну (оксигемоглобіну HbO2) – нестійкої сполуки, що легко розпадається й вивільняє кисень.

Газообмін у тканинах також відбувається за основним законом дифузії.

У тканинах кисень з капілярів, де його концентрація більша, пере ходить у тканинну рідину з меншою концентрацією цього газу, а з неї – у клітини. Там він одразу вступає в реакції окиснення органіч них речовин (білків, жирів, вуглеводів). Тому кисень у клітинах не запасається.

Унаслідок процесів окиснення у клітинах збільшується вміст вуглекислого газу. Він так само завдяки дифузії з клітин через тканинну рідину надходить у капіляри, в яких частина (близько 25 %) вуглекис лого газу зв’язується з гемоглобіном, утворюючи нестійку сполуку (карбгемоглобін). Решта (близько 75 %) вуглекислого газу зв’язується з плазмою крові, утворюючи нестійку карбонатну кислоту (Н2СО3) та її солі.

Так артеріальна кров перетворюється на венозну, що венами вели кого кола кровообігу надходить до серця, звідти судинами малого кола кровообігу – до легень . У легенях карбгемоглобін розпадається, вуглекислий газ вивільняється й виводиться з організму. Повітря, яке видихається, називають видихуваним. Його склад порівняно з вдихуваним інший: вміст у ньому кисню знижується, а вуглекислого газу збільшується

Дихальні рухи та процеси газообміну регулюють нервова система та біологічно активні речовини.

Дихальний центр, який керує процесами дихання, розташований у довгастому мозку . Діяльність цього центру забезпечує автоматизм дихальних рухів. Дихальний центр координує ритмічну діяльність дихальних м’язів (їхнє скорочення та розслаблення), які беруть участь у здійсненні дихальних рухів. Дихальний центр також узгоджує процеси дихання з функціональним станом усього організму.

Підвищені температура і біль збільшують частоту дихальних рухів. Крім того, на дихальний центр впливають також емоції – радість, страх тощо. Діяльність дихального центру активується під впливом гормону надниркових залоз – адреналіну.

На процеси дихання впливає й концентрація кисню та вуглекисло го газу в крові. У стінках кровоносних судин є рецептори, які реагують на незначні зміни концентрації кисню в крові, а також на зміни кров’яного тиску. Так, зменшення концентрації кисню в крові (гіпоксія) або зниження кров’яного тиску (гіпотензія, або гіпотонія) підви щує інтенсивність легеневої вентиляції, а їхнє збільшення – знижує.

Дихальний центр збуджує також підвищення концентрації вугле кислого газу в крові, що надходить до головного мозку. Це, зі свого боку, збільшує частоту та глибину дихання, що триває доти, доки кон центрація вуглекислого газу не знизиться до норми. Накопичення в крові вуглекислого газу збуджує не тільки дихальний центр, але й судиноруховий (він також розташований у довгастому мозку). Унаслі док цього збільшуються частота й сила серцевих скорочень, посилю ється кровообіг. Це поліпшує транспортування кисню від легень до тканин та пришвидшує виведення з них вуглекислого газу.

Вдих і видих становлять один дихальний цикл. Під час вдиху грудна клітка підіймається, а діафрагма опускається. Під час види ху грудна клітка та діафрагма повертаються у вихідне положення. Вдих і видих забезпечують вентиляцію легень. Процеси газообміну регулюють нервова система та біологічно активні речовини. Зокре ма, дихальний центр, розташований у довгастому мозку, забезпе чує автоматизм дихальних рухів.