Procesul de respirație constă în inhalări și expirații repetate ritmic.

Procesul de respirație poate fi împărțit în două etape: anaerobă, care este caracteristică respirației anaerobe și fermentației alcoolice, și aerobă, care este respirația aerobă. Atât în ​​respirația anaerobă, cât și în cea aerobă, carbohidrații suferă aceleași transformări în primele etape de descompunere.

Procesul de respirație este că carbohidrații (sau proteinele, grăsimile și alte substanțe de rezervă celulară) se descompun, oxidați de oxigenul atmosferic, în dioxid de carbon și apă. Energia eliberată în acest caz este cheltuită pentru menținerea funcțiilor vitale ale organismelor, creștere și reproducere. Bacteriile, din cauza dimensiunii neglijabile a corpului lor, nu pot acumula cantități semnificative de substanțe de rezervă. Prin urmare, ei folosesc în principal compușii nutritivi ai mediului.

Procesele de respirație și fermentație sunt principalele surse de energie necesare microorganismelor viata normala, implementarea proceselor de sinteză a celor mai importanți compuși organici.

Procesul de respirație la microorganismele termofile este mult mai intens decât la mezofile. În laboratorul lui L. G. Loginova s-a notat fapt interesant, nedescris anterior în literatură. Când procesul de respirație s-a accelerat odată cu creșterea temperaturii de cultivare în celulele microorganismelor termofile, cantitatea de citocromi a crescut semnificativ. A crescut semnificativ mai ales în celulele bacteriilor termofile obligatorii Bac. La această temperatură, numărul de citocromi a crescut de aproximativ 2-25 de ori în comparație cu numărul lor în celulele bacteriene crescute la o temperatură de 55 C.

Procesul de respirație datorat nitraților permite denitrificatorilor să se dezvolte în condiții anaerobe.

Procesul de respirație se referă și la fenomenele de oxidare a corpurilor organice, dar aici acțiunea are loc în condiții speciale, sub influența organismului, și nu numai substanțele organice sunt supuse oxidării, ci și substanțele organizate. Astfel, în ciuda naturii chimice a procesului, luarea în considerare a acestuia nu este relevantă pentru subiectul de față. Aici vom lua în considerare acele fenomene în care un corp organic, se oxidează pur chimic, nu-și pierde cu totul caracterul organic.

Procesul de respirație include trei etape: 1) formarea oxidativă a acetil-CoA din acid piruvic, acizi grași și aminoacizi în a doua etapă a catabolismului carbohidraților, lipidelor, proteinelor (vezi p.

Proprietățile substanțelor simple formate din atomi de calcogen. Procesele de respirație, ardere și degradare leagă oxigenul atmosferic. Reacția de mai sus are loc în direcția opusă cu eliberarea de căldură. Combinația dintre fotosinteză și procesele de legare a oxigenului constituie ciclul oxigenului în natură.

Efectuarea respiratie artificiala folosind metoda gura la gura printr-o batista. Procesul de respirație constă în inhalări și expirații repetate ritmic.

Procesul de respirație și tipul său la plante se caracterizează prin coeficientul respirator. Este raportul dintre volumul de dioxid de carbon eliberat într-un anumit timp și volumul de oxigen absorbit în aceeași perioadă de timp (- Q-2 -) și este desemnat DK.

Toată viața de pe Pământ există datorită căldurii și energiei solare care ajung la suprafața planetei noastre. Toate animalele și oamenii s-au adaptat pentru a extrage energie din substanțele organice sintetizate de plante. Pentru a utiliza energia solară conținută în moleculele de substanțe organice, aceasta trebuie eliberată prin oxidarea acestor substanțe. Cel mai adesea, oxigenul din aer este folosit ca agent de oxidare, deoarece reprezintă aproape un sfert din volumul atmosferei înconjurătoare.

Protozoare unicelulare, celenterate, plate și cu viață liberă viermi rotunzi respira întreaga suprafață a corpului. Organe respiratorii speciale - branhii cu pene apar la anelide marine și artropode acvatice. Organele respiratorii ale artropodelor sunt trahee, branhii, plămâni în formă de frunză situate în adânciturile capacului caroseriei. Este prezentat sistemul respirator al lancelei fante branhiale străpungerea peretelui intestinului anterior - faringe.

Structura și funcțiile organelor respiratorii

O condiție necesară pentru viața corpului este schimbul constant de gaze între organism și mediu. Organele prin care circulă aerul inspirat și expirat sunt combinate într-un aparat de respirație. Sistemul respirator este format din cavitatea nazală, faringe, laringe, trahee, bronhii și plămâni. Cele mai multe dintre ele sunt căi respiratorii și servesc pentru a conduce aerul în plămâni. Procesele de schimb de gaze au loc în plămâni. Când respiră, corpul primește oxigen din aer, care este transportat de sânge în tot corpul. Oxigenul este implicat în procese oxidative complexe ale substanțelor organice, care eliberează energia necesară organismului. Produșii finali de descompunere - dioxid de carbon și parțial apă - sunt excretați din organism în mediu prin sistemul respirator.

Funcțiile sistemului respirator

• Furnizarea celulelor corpului cu oxigen O2.
• Eliminarea dioxidului de carbon CO 2 din organism, precum și a unor produși finali ai metabolismului (vapori de apă, amoniac, hidrogen sulfurat).

Cavitatea nazală

Căile respiratorii încep cu cavitatea nazală, care se conectează cu mediul prin nări. Din nări, aerul trece prin căile nazale, care sunt căptușite cu epiteliu mucos, ciliat și sensibil. Nasul extern este format din formațiuni osoase și cartilagice și are forma unei piramide neregulate, care variază în funcție de caracteristicile structurale ale persoanei. Scheletul osos al nasului extern include oasele nazale și partea nazală a osului frontal.

Turbinatele sunt situate pe pereții laterali ai cavității nazale - trei pe fiecare parte, ceea ce mărește suprafața interioară a nasului cu care aerul inhalat intră în contact.

Cavitatea nazală este formată din două înguste și sinuoase căile nazale. Aici aerul este încălzit, umidificat și eliberat de particule de praf și microbi. Membrana care căptușește căile nazale este formată din celule care secretă mucus și celule epiteliale ciliate. Prin mișcarea cililor, mucusul, împreună cu praful și germenii, este direcționat în afara căilor nazale.

Suprafața interioară a căilor nazale este bogat alimentată cu vase de sânge. Aerul inhalat intră în cavitatea nazală, este încălzit, umidificat, curățat de praf și parțial neutralizat. Din cavitatea nazală intră în nazofaringe. Apoi aerul din cavitatea nazală intră în faringe și din acesta în laringe.

Laringe

Laringe- una dintre secțiunile căilor respiratorii. Aerul intră aici din căile nazale prin faringe. În peretele laringelui sunt mai multe cartilaje: tiroida, aritenoidă etc. În momentul înghițirii alimentelor, mușchii gâtului ridică laringele, iar cartilajul epiglotic coboară și închide laringele. Prin urmare, alimentele intră doar în esofag și nu intră în trahee.

Situat în partea îngustă a laringelui corzile vocale, la mijloc între ele se află o glotă. Pe măsură ce aerul trece, corzile vocale vibrează, producând sunet. Formarea sunetului are loc în timpul expirației cu mișcarea aerului controlată de om. Formarea vorbirii implică: cavitatea nazală, buzele, limba, palatul moale, mușchii faciali.

Trahee

Laringele intră în trahee(trachea), care are forma unui tub de aproximativ 12 cm lungime, în pereții căruia se află semiinele cartilaginoase care nu-i permit să cadă. Peretele său posterior este format dintr-o membrană de țesut conjunctiv. Cavitatea traheei, ca și cavitatea altor căi respiratorii, este căptușită cu epiteliu ciliat, care împiedică pătrunderea prafului și a altor corpuri străine în plămâni. Traheea ocupă o poziție de mijloc, în spate este adiacentă esofagului, iar pe părțile laterale ale acestuia sunt mănunchiuri neurovasculare. Faţă regiunea cervicală traheea acoperă mușchii, iar în vârf este și ea acoperită glanda tiroida. Regiunea toracică Traheea este acoperită în față de manubriul sternului, resturile glandei timus și vasele de sânge. Interiorul traheei este acoperit cu o membrană mucoasă care conține număr marețesutul limfoid și glandele mucoase. Când respiră, particulele mici de praf aderă la membrana mucoasă umedă a traheei, iar cilii epiteliului ciliat le împing înapoi la ieșirea din tractul respirator.

Capătul inferior al traheei este împărțit în două bronhii, care apoi se ramifică în mod repetat și intră în plămânii drept și stângi, formând un „arboresc bronșic” în plămâni.

Bronhii

În cavitatea toracică, traheea se împarte în două bronhiilor- stânga și dreapta. Fiecare bronhie intră în plămân și acolo se împarte în bronhii cu diametru mai mic, care se ramifică în cele mai mici tuburi de aer - bronhiole. Bronhiolele, ca urmare a ramificării ulterioare, se transformă în extensii - canale alveolare, pe pereții cărora există proeminențe microscopice numite vezicule pulmonare sau alveole.

Pereții alveolelor sunt construiți dintr-un epiteliu subțire special cu un singur strat și sunt dens împletite cu capilare. Grosimea totală a peretelui alveolar și a peretelui capilar este de 0,004 mm. Schimbul de gaze are loc prin acest perete cel mai subțire: oxigenul intră în sânge din alveole, iar dioxidul de carbon intră înapoi. Există câteva sute de milioane de alveole în plămâni. Suprafața lor totală la un adult este de 60-150 m2. Datorită acestui fapt, o cantitate suficientă de oxigen intră în sânge (până la 500 de litri pe zi).

Plămânii

Plămânii ocupă aproape întreaga cavitate a cavității toracice și sunt organe elastice, spongioase.

Există trei suprafețe pe plămân: cea exterioară sau costală, cea medială, orientată spre celălalt plămân, și cea inferioară sau diafragmatică. În plus, în fiecare plămân există două margini: anterioară și inferioară, care separă suprafețele diafragmatice și mediale de suprafața costală. În spate, suprafața costală, fără margine ascuțită, trece în suprafața medială. Marginea anterioară a plămânului stâng are o crestătură cardiacă. Hilul este situat pe suprafața medială a plămânului. Poarta de intrare a fiecărui plămân include bronhia principală, artera pulmonară, care transportă sângele venos către plămân, și nervii care inervează plămânul. Două vene pulmonare ies din porțile fiecărui plămân, care transportă sângele arterial și vasele limfatice către inimă.

Plămânii au șanțuri adânci care îi împart în lobi - superior, mijlociu și inferior, iar în stânga sunt două - superior și inferior. Dimensiunile plămânilor nu sunt aceleași. Plămânul drept este puțin mai mare decât cel stâng, în timp ce este mai scurt și mai lat, ceea ce corespunde mai multor stând înalt cupola dreaptă a diafragmei datorită locației pe partea dreaptă a ficatului. Culoarea plămânilor normali în copilărie este roz pal, iar la adulți dobândesc o culoare gri închis cu o nuanță albăstruie - o consecință a depunerii particulelor de praf care intră în ei cu aer. Țesutul pulmonar este moale, delicat și poros.

Schimbul de gaze în plămâni

În procesul complex de schimb de gaze, există trei faze principale: respirația externă, transferul de gaze prin sânge și respirație internă, sau tisulară. Respirația externă combină toate procesele care au loc în plămâni. Este realizat de aparatul respirator, care include pieptul cu mușchii care îl mișcă, diafragma și plămânii cu căile respiratorii.

Aerul care intră în plămâni în timpul inhalării își schimbă compoziția. Aerul din plămâni renunță la o parte din oxigen și este îmbogățit cu dioxid de carbon. Conținutul de dioxid de carbon din sângele venos este mai mare decât cel din aerul din alveole. Prin urmare, dioxidul de carbon lasă sângele în alveole și conținutul său este mai mic decât în ​​aer. Mai întâi, oxigenul se dizolvă în plasma sanguină, apoi se leagă de hemoglobină, iar noi porțiuni de oxigen intră în plasmă.

Tranziția oxigenului și a dioxidului de carbon de la un mediu la altul are loc datorită difuziei de la concentrații mai mari la mai mici. Deși difuzia este lentă, suprafața de contact dintre sânge și aer din plămâni este atât de mare încât asigură complet schimbul gazos necesar. Se estimează că schimbul complet de gaze între sânge și aerul alveolar poate avea loc într-un timp care este de trei ori mai scurt decât timpul în care sângele rămâne în capilare (adică, organismul are rezerve semnificative pentru furnizarea țesuturilor cu oxigen).

Sângele venos, odată ajuns în plămâni, emite dioxid de carbon, este îmbogățit cu oxigen și se transformă în sânge arterial. Într-un cerc mare, acest sânge se împrăștie prin capilare în toate țesuturile și oferă oxigen celulelor corpului, care îl consumă în mod constant. Există mai mult dioxid de carbon eliberat de celule ca urmare a activității lor vitale decât în ​​sânge și difuzează din țesuturi în sânge. Astfel, sângele arterial, care a trecut prin capilarele circulației sistemice, devine venos și jumătatea dreaptă a inimii este trimisă la plămâni, aici este din nou saturat cu oxigen și eliberează dioxid de carbon.

În organism, respirația se realizează folosind mecanisme suplimentare. Mediile lichide care alcătuiesc sângele (plasma acestuia) au o solubilitate scăzută a gazelor în ele. Prin urmare, pentru ca o persoană să existe, ar trebui să aibă o inimă de 25 de ori mai puternică, plămânii de 20 de ori mai puternici și să pompeze mai mult de 100 de litri de lichid (nu cinci litri de sânge) într-un minut. Natura a găsit o modalitate de a depăși această dificultate adaptând o substanță specială - hemoglobina - pentru a transporta oxigenul. Datorită hemoglobinei, sângele este capabil să lege oxigenul de 70 de ori, iar dioxidul de carbon - de 20 de ori mai mult decât partea lichidă a sângelui - plasma sa.

Alveolă- o bulă cu pereți subțiri cu diametrul de 0,2 mm umplută cu aer. Peretele alveolar este format dintr-un singur strat celule plate epiteliu, de-a lungul suprafeței exterioare a căruia se ramifică o rețea de capilare. Astfel, schimbul de gaze are loc printr-un sept foarte subțire format din două straturi de celule: peretele capilar și peretele alveolar.

Schimbul de gaze în țesuturi (respirația tisulară)

Schimbul de gaze în țesuturi are loc în capilare după același principiu ca și în plămâni. Oxigenul din capilarele tisulare, unde concentrația sa este mare, trece în lichidul tisular cu o concentrație mai mică de oxigen. Din lichidul tisular pătrunde în celule și intră imediat în reacții de oxidare, astfel încât practic nu există oxigen liber în celule.

Dioxidul de carbon, conform acelorași legi, vine din celule, prin lichidul tisular, în capilare. Dioxidul de carbon eliberat favorizează disocierea oxihemoglobinei și se combină cu hemoglobina, formând carboxihemoglobina, este transportat în plămâni și eliberat în atmosferă. În sângele venos care curge din organe, dioxidul de carbon se găsește atât în ​​stare legată, cât și dizolvată sub formă de acid carbonic, care se descompune ușor în apă și dioxid de carbon în capilarele plămânilor. Acidul carbonic se poate combina și cu sărurile de plasmă pentru a forma bicarbonați.

În plămâni, unde intră sângele venos, oxigenul saturează din nou sângele, iar dioxidul de carbon se deplasează dintr-o zonă de concentrație mare (capilare pulmonare) într-o zonă de concentrație scăzută (alveole). Pentru schimbul normal de gaze, aerul din plămâni este înlocuit constant, ceea ce se realizează prin atacuri ritmice de inspirație și expirație, datorită mișcărilor mușchilor intercostali și a diafragmei.

Transportul oxigenului în organism

Sensul respirației.

Suflare este un ansamblu de procese fiziologice care asigură schimbul de gaze între organism şi mediu extern (respirație externă), și procesele oxidative din celule, în urma cărora este eliberată energie ( respirație internă). Schimbul de gaze între sânge și aerul atmosferic (schimb de gaze) - efectuat de aparatul respirator.

Sursa de energie din organism este nutrienti. Procesul principal care eliberează energia acestor substanțe este procesul de oxidare. Este însoțită de legarea oxigenului și formarea de dioxid de carbon. Având în vedere că organismul uman nu are rezerve de oxigen, alimentarea lui continuă este vitală. Oprirea accesului oxigenului la celulele corpului duce la moartea acestora. Pe de altă parte, dioxidul de carbon format în timpul oxidării substanțelor trebuie îndepărtat din organism, deoarece acumularea unei cantități semnificative din acesta pune viața în pericol. Absorbția oxigenului din aer și eliberarea de dioxid de carbon are loc prin sistemul respirator.

Semnificația biologică a respirației este:

• asigurarea corpului cu oxigen;
• eliminarea dioxidului de carbon din organism;
• oxidarea compușilor organici ai BZHU cu eliberarea energiei necesare vieții umane;
• eliminarea produselor finite metabolice ( vapori de apă, amoniac, hidrogen sulfurat etc.).

Sursa: biouroki.ru

Introducere

Aparatul respirator este un ansamblu de organe al căror scop este de a asigura oxigenul corpului uman. Procesul de furnizare a oxigenului se numește schimb de gaze. Oxigenul inhalat de o persoană este transformat în dioxid de carbon atunci când este expirat. Schimbul de gaze are loc în plămâni, și anume în alveole. Ventilația lor se realizează prin cicluri alternante de inspirație (inspirație) și expirație (expirație). Procesul de inhalare este interconectat cu activitate motorie diafragma și mușchii intercostali externi. Pe măsură ce inhalați, diafragma coboară și coastele se ridică. Procesul de expirație are loc mai ales pasiv, implicând doar mușchii intercostali interni. Pe măsură ce expirați, diafragma se ridică și coastele cad.

Respirația este de obicei împărțită în funcție de metoda de expansiune pieptîn două tipuri: toracică și abdominală. Primul se observă mai des la femei (extinderea sternului are loc datorită ridicării coastelor). Al doilea se observă mai des la bărbați (expansiunea sternului are loc din cauza deformării diafragmei).

Structura sistemului respirator

Căile respiratorii sunt împărțite în superioare și inferioare. Această diviziune este pur simbolică, iar granița dintre căile respiratorii superioare și inferioare trece la intersecția dintre căile respiratorii și cele inferioare. sistemele digestiveîn vârful laringelui. Căile respiratorii superioare includ cavitatea nazală, nazofaringe și orofaringe cu cavitatea bucală, dar numai parțial, deoarece aceasta din urmă nu este implicată în procesul de respirație. Căile respiratorii inferioare includ laringele (deși uneori este denumit și ca poteci superioare), trahee, bronhii și plămâni. Căile respiratorii din interiorul plămânilor sunt ca un copac și se ramifică de aproximativ 23 de ori înainte ca oxigenul să ajungă în alveole, unde are loc schimbul de gaze. Puteți vedea o reprezentare schematică a sistemului respirator uman în figura de mai jos.

Structura sistemului respirator uman: 1- Sinusul frontal; 2- Sinusul sfenoid; 3- Cavitatea nazală; 4- Vestibul nazal; 5- Cavitatea bucală; 6- Faringele; 7- Epiglota; 8- Corda vocală; 9- Cartilajul tiroidian; 10- Cartilajul cricoid; 11- Trahee; 12- Apexul plămânului; 13- Lobul superior (bronhiile lobare: 13.1- Dreapta superioară; 13.2- Dreapta mijlocie; 13.3- Dreapta inferioară); 14- Fant orizontal; 15- Slot oblic; 16- Bataie mijlocie; 17- Lobul inferior; 18- Diafragma; 19- Lobul superior; 20- Bronhie lingulară; 21- Carina de trahee; 22- Bronhie intermediară; 23- Bronhiile principale stanga si dreapta (bronhiile lobare: 23.1- stanga sus; 23.2- stanga inferioara); 24- Slot oblic; 25- Muschiu inima; 26- Luvula plămânului stâng; 27- Lobul inferior.

Căile respiratorii acționează ca o legătură între mediu și principalul organ al sistemului respirator - plămânii. Sunt situate în interiorul toracelui și sunt înconjurate de coaste și mușchii intercostali. Direct în plămâni, procesul de schimb de gaze are loc între oxigenul furnizat alveolele pulmonare(vezi poza de mai jos) și sângele care circulă în interiorul capilarelor pulmonare. Acestea din urmă furnizează oxigen organismului și elimină produsele metabolice gazoase din acesta. Raportul dintre oxigen și dioxid de carbon din plămâni este menținut la un nivel relativ constant. Oprirea aportului de oxigen a organismului duce la pierderea conștienței ( moarte clinică), apoi la tulburări ireversibile ale funcției creierului și în cele din urmă la moarte (moarte biologică).

Structura alveolelor: 1- Patul capilar; 2- Ţesut conjunctiv; 3- Sacii alveolari; 4- Canalul alveolar; 5- Glanda mucoasă; 6- Mucoasa mucoasa; 7- Artera pulmonară; 8- Vena pulmonară; 9- Deschiderea bronhiolei; 10- Alveola.

Procesul de respirație, așa cum am spus mai sus, se realizează prin deformarea toracelui cu ajutorul mușchilor respiratori. Respirația în sine este unul dintre puținele procese care apar în organism și care este controlat de acesta atât conștient, cât și inconștient. De aceea o persoană continuă să respire în timpul somnului, în timp ce se află într-o stare inconștientă.

Funcțiile sistemului respirator

Principalele două funcții pe care le îndeplinește sistemul respirator uman sunt respirația în sine și schimbul de gaze. Printre altele, este implicat în funcții la fel de importante precum întreținerea echilibru termic corp, formarea timbrului vocii, percepția mirosurilor, precum și creșterea umidității aerului inhalat. Țesutul pulmonar participă la producerea de hormoni, apă-sare și metabolismul lipidic. În sistemul vascular extins al plămânilor, sângele este depus (depozitat). De asemenea, sistemul respirator protejează organismul de factorii mecanici de mediu. Cu toate acestea, din toată această varietate de funcții, ne va interesa schimbul de gaze, deoarece fără el nu ar avea loc nici metabolismul, nici formarea energiei și nici, în consecință, viața însăși.

În timpul respirației, oxigenul intră în sânge prin alveole, iar dioxidul de carbon este îndepărtat din organism prin ele. Acest proces implică pătrunderea oxigenului și a dioxidului de carbon prin membrana capilară a alveolelor. În repaus, presiunea oxigenului în alveole este de aproximativ 60 mmHg. Artă. mai mare în comparație cu presiunea din capilarele sanguine ale plămânilor. Din acest motiv, oxigenul pătrunde în sânge, care curge prin capilarele pulmonare. În același mod, dioxidul de carbon pătrunde în direcția opusă. Procesul de schimb de gaze are loc atât de repede încât poate fi numit practic instantaneu. Acest proces este prezentat schematic în figura de mai jos.

Schema procesului de schimb de gaze în alveole: 1- Rețea capilară; 2- Sacii alveolari; 3- Deschiderea bronhiolei. I- Alimentarea cu oxigen; II- Eliminarea dioxidului de carbon.

Am rezolvat schimbul de gaze, acum să vorbim despre conceptele de bază referitoare la respirație. Se numește volumul de aer inhalat și expirat de o persoană într-un minut volumul de respirație minut. Oferă nivelul necesar de concentrație de gaz în alveole. Se determină indicatorul de concentrație volumul curentului este cantitatea de aer pe care o persoană o inspiră și o expiră în timpul respirației. Și de asemenea frecvența respiratorie, cu alte cuvinte – frecvența respirației. Volumul de rezervă inspiratorie- Acesta este volumul maxim de aer pe care o persoană îl poate inspira după o respirație normală. Prin urmare, volumul de rezervă expiratorie- Asta cantitate maxima aer pe care o persoană îl poate expira suplimentar după expirarea normală. Se numește volumul maxim de aer pe care o persoană îl poate expira după o inhalare maximă capacitatea vitală a plămânilor. Cu toate acestea, chiar și după expirarea maximă, o anumită cantitate de aer rămâne în plămâni, ceea ce se numește volumul pulmonar rezidual. Suma capacității vitale și volumul pulmonar rezidual ne oferă capacitatea pulmonară totală, care la un adult este egal cu 3-4 litri de aer pe plămân.

Momentul inhalării aduce oxigen în alveole. Pe lângă alveole, aerul umple și toate celelalte părți ale tractului respirator - cavitatea bucală, nazofaringe, trahee, bronhii și bronhiole. Deoarece aceste părți ale sistemului respirator nu sunt implicate în procesul de schimb de gaze, ele sunt numite spatiu mort anatomic. Volumul de aer care umple acest spațiu este persoana sanatoasa, de regulă, este de aproximativ 150 ml. Odată cu vârsta, această cifră tinde să crească. Întrucât în ​​momentul inspirației profunde căile respiratorii tind să se extindă, trebuie avut în vedere că creșterea volumului curent este însoțită simultan de o creștere a spațiului mort anatomic. Această creștere relativă a volumului mare o depășește de obicei pe cea a spațiului mort anatomic. Ca rezultat, pe măsură ce volumul mareelor ​​crește, proporția spațiului mort anatomic scade. Astfel, putem concluziona că o creștere a volumului curent (în timpul respirației profunde) asigură o ventilație semnificativ mai bună a plămânilor, comparativ cu respirația rapidă.

Reglarea respirației

Pentru a furniza pe deplin organismului oxigen, sistemul nervos reglează viteza de ventilație a plămânilor prin modificarea frecvenței și adâncimii respirației. Din acest motiv, concentrația de oxigen și dioxid de carbon din sângele arterial nu se modifică nici măcar sub influența unui astfel de activ. activitate fizică cum ar fi să te antrenezi pe un aparat cardio sau să faci antrenament cu greutăți. Reglarea respirației este controlată de centrul respirator, care este prezentat în figura de mai jos.

Structura centrului respirator al trunchiului cerebral: 1- Podul Varoliev; 2- Centru pneumotaxic; 3- Centru apneustic; 4- Complexul pre-Bötzinger; 5- Grupul dorsal al neuronilor respiratori; 6- Grupul ventral al neuronilor respiratori; 7- Medulla oblongata. I- Centrul respirator al trunchiului cerebral; II- Părți ale centrului respirator al puțului; III- Părți ale centrului respirator al medulei oblongate.

Centrul respirator este alcătuit din mai multe grupuri discrete de neuroni care sunt situate de fiecare parte a părții inferioare a trunchiului cerebral. În total, există trei grupuri principale de neuroni: grupul dorsal, grupul ventral și centrul pneumotaxic. Să le privim mai detaliat.

• Grupul respirator dorsal joacă un rol critic în procesul de respirație. Este, de asemenea, principalul generator de impulsuri care stabilesc un ritm constant de respirație.
• Grupul respirator ventral îndeplinește simultan mai multe funcții importante. În primul rând, impulsurile respiratorii de la acești neuroni participă la reglarea procesului de respirație, controlând nivelul ventilației pulmonare. Printre altele, excitarea neuronilor selectați din grupul ventral poate stimula inhalarea sau expirația, în funcție de momentul excitației. Importanța acestor neuroni este deosebit de mare, deoarece sunt capabili să controleze mușchii abdominali care participă la ciclul expirației în timpul respirației profunde.
• Centrul pneumotaxic participă la controlul frecvenței și amplitudinii mișcărilor respiratorii. Principala influență a acestui centru este reglarea duratei ciclului de umplere pulmonară, ca factor care limitează volumul curent. Un efect suplimentar al unei astfel de reglementări este un efect direct asupra frecvenței respiratorii. Când durata ciclului de inhalare scade, ciclul de expirație se scurtează și el, ceea ce duce în cele din urmă la o creștere a frecvenței respiratorii. Același lucru este valabil și în cazul opus. Pe măsură ce durata ciclului de inspirație crește, crește și ciclul de expirație, în timp ce ritmul respirator scade.

Concluzie

Sistemul respirator uman este în primul rând un set de organe necesare pentru a furniza organismului oxigen vital. Cunoașterea anatomiei și fiziologiei acestui sistem vă oferă posibilitatea de a înțelege principiile de bază ale construirii procesului de antrenament, atât aerob cât și anaerob. Informațiile prezentate aici sunt de o importanță deosebită în determinarea scopurilor procesului de antrenament și pot servi drept bază pentru evaluarea stării de sănătate a sportivului atunci când se planifică programele de antrenament.

RESPIRAREA PROTOZOȚILOR

Osmoreglarea protozoarelor

Reglarea presiunii osmotice este relevantă pentru protiștii care trăiesc în ape dulci: ei sunt forțați să excrete lichidul în exces care este furnizat în mod constant din exterior ca urmare a unei diferențe de presiune osmotică. Apa intră și în corpul protozoarului în timpul pinocitozei și fagocitozei. Funcția de reglare a presiunii osmotice este îndeplinită de sistem special organele, care se numesc complex vacuol contractil. Această structură îndeplinește și funcția de schimb și excreție de apă, dar produsele metabolice, cum ar fi amoniul și dioxidul de carbon, difuzează prin suprafața celulei.
Complexul vacuol contractil este format dintr-o veziculă sferică mare - vacuola contractilă în sine - și multe vezicule membranare sau tuburi care o înconjoară colecția lor se numește spongiom. Mecanismul de funcționare al complexului vacuol contractil nu este pe deplin înțeles. În orice caz, apa cu substanțe dizolvate din citoplasmă intră în tuburile de spongiom, iar din acestea în rezervorul vacuolei contractile, de unde este aruncată. Este posibil ca, pe măsură ce apa și substanțele dizolvate se deplasează prin tuburile de spongiom, să aibă loc reabsorbția ionilor și a altor substanțe. Porul vacuolei contractile la unele protozoare este o formațiune permanentă, în altele se formează din nou cu fiecare ciclu. În cele mai multe cazuri, spongiomul este o formațiune submicroscopică, dar la ciliați, o parte a spongiomului sunt canalele aferente (radiale), vizibile clar la microscop cu lumină, în care se deschid tuburile. Folosind acele protozoare care sunt capabile să tolereze modificări ale salinității apei în anumite limite, s-a demonstrat că frecvența de pulsație a vacuolei contractile depinde de presiunea osmotică din mediul extern – cu cât aceasta este mai mică, cu atât frecvența de pulsație este mai mare. vacuola contractilă se contractă o dată la 5-10 secunde, în timp ce la fiecare 15 minute se scoate din celulă un volum de lichid egal cu volumul întregului corp. Majoritatea protozoarelor se caracterizează prin prezența unei vacuole contractile, dar pot fi mai multe dintre ele, de exemplu, papucii sunt caracterizați prin prezența a 2 vacuole contractile.
Locația vacuolelor contractile în celulă variază între diferitele grupuri de protozoare, dar este constantă între protozoare cu o formă fixă ​​a corpului.

Protozoarele care trăiesc în condiții de echilibru osmotic cu mediul, adică cele marine, adesea nu au o vacuola contractilă. În absența unei vacuole contractile, funcțiile de excreție și schimb de apă sunt îndeplinite de citoplasmă.

Reproducerea asexuată a protozoarelor
Reproducerea asexuată (agamogonie) la protozoare poate fi reprezentată prin monotomie, palintomie, fisiune multiplă (schizogonie) și înmugurire (fisiune binară inegală). Monotomia, sau fisiunea binară echivalentă, este o diviziune în două, care are ca rezultat formarea a două celule fiice identice, următoarea diviziune având loc numai după o perioadă de creștere celulară și atingând dimensiunea celulei părinte. Monotomia este cea mai comună modalitate de împărțire a protozoarelor. Palintomia este o serie de diviziuni succesive în două, în urma fiecărei diviziuni se formează două celule fiice identice, dar creșterea celulară nu are loc, astfel încât cu fiecare diviziune celulele scad în dimensiune. După o serie de astfel de diviziuni, celulele revin la monotomie, adică după terminarea diviziunii, celulele fiice vor intra într-o perioadă de creștere. Acest tip de diviziune este caracteristic unor flagelate (același tip de diviziune se observă în timpul fragmentării zigotului metazoarelor). În schizogonie, mai întâi apar mai multe diviziuni nucleare, astfel încât celula devine temporar multinucleată, iar apoi mai multe celule înfloresc simultan din această celulă. Acest tip de diviziune se observă la tripanozomi și sporozoare, totuși, în raport cu diviziunea sporozoarelor, ducând la formarea de merozoiți, în ultimii ani
Înmugurirea este o diviziune în două, dar cele două celule fiice diferă puternic ca mărime. În plus, celula mai mică diferă în unele detalii structurale. Procesul de înmugurire începe cu apariția unei mici excrescențe pe celulă, care apoi se separă. Acest proces este specific ciliatelor sesile. Un individ mic este numit vagabond, după ce s-au despărțit, înot în căutarea unui nou loc de așezare. Trebuie amintit că baza tuturor tipurilor de reproducere asexuată a protozoarelor este mitoza.

Respirația protozoarelor. Marea majoritate a protozoarelor sunt organisme aerobe. Respirația are loc prin difuzie pe suprafața celulei

Activitatea vitală a hidrei Respirație: respiră oxigenul dizolvat în apă, absoarbe oxigenul și eliberează dioxid de carbon prin întreaga suprafață a corpului Excreție: produșii de descompunere sunt eliberați în apă de celulele endoderme și ectodermice

Suflare viermi plati sistemele circulator și respirator sunt absente; oxigenul dizolvat în apă pătrunde în întreaga suprafață a corpului, iar dioxidul de carbon este îndepărtat în exterior

Tip Anelide Doar prin pielea umedă, oxigenul necesar pentru respirație pătrunde în corpul viermelui. Capilarele primesc oxigen din epiteliul pielii. La viermii acvatici, parapodiile sunt implicate în respirație în forme sesile, corola tentaculelor este situată în partea din față

Tipul Moluște Aparatul respirator: La majoritatea speciilor este reprezentat prin branhii, în reprezentanți terestre și în forme care s-au transferat secundar unui stil de viață acvatic - plămânii. Branhiile și plămânii sunt secțiuni modificate ale mantalei, în care există o mulțime de vase de sânge.

Clasa gasteropode Aparatul respirator: Majoritatea gasteropodelor acvatice respiră cu branhii penoase (de obicei există doar o branhie stângă, iar unele moluște de apă dulce (melc de baltă, colaci) au un plămân cu care respiră aerul atmosferic. Zona cavității mantalei este izolată și se deschide spre exterior cu o deschidere independentă. moluștele acvatice secundare (iazuri, serpentine) respiră aer, urcând periodic la suprafață și atragând aer în plămâni.

Clasa Bivalve (Bivalvia). Cele mai multe specii au două branhii asemănătoare plăcilor de fiecare parte a piciorului. Branhiile, precum și suprafața interioară a mantalei, sunt echipate cu cili, a căror mișcare creează un flux de apă. Prin sifonul inferior (de intrare sau branhie), apa intră în cavitatea mantalei, iar apa este îndepărtată prin sifonul de evacuare (cloacal) situat deasupra.

Aparatul respirator 1. Racii au o cavitate branhială sub scutul capului, în interiorul căreia se află branhiile. Racii pompează în mod activ apa prin cavitatea branhiilor, sporind astfel schimbul de gaze. Circulația apei are loc datorită mișcării picioarelor abdominale. 2. Organele respiratorii ale crustaceelor, branhiile, sunt situate pe membre.

Sistemul respirator al păianjenului încrucișat este reprezentat de sacii pulmonari și trahee. 1. Situat la baza abdomenului, sacii pulmonari perechi sunt camere rotunde care se deschid cu deschideri independente pe partea inferioară. Pe unul dintre pereții lor se formează numeroase pliuri asemănătoare frunzelor, situate una deasupra celeilalte ca frunzele unei cărți. Acest lucru crește aria de schimb de gaze. Au o rețea densă de capilare. Din aerul care intră în sacii pulmonari, oxigenul pătrunde în sânge și este distribuit în întregul corp. 2. Două mănunchiuri de trahee sunt tuburi lungi care s-au format ca urmare a invaginării unei părți a tegumentului în corp. Traheea comunică cu mediul extern printr-o deschidere comună nepereche.

Sistemul respirator Traheea sunt tuburi lungi care s-au format ca urmare a invaginării tegumentului în corp. Traheea este căptușită cu cuticulă. De-a lungul lor străbate o spirală groasă chitinoasă. Menține forma traheei și previne prăbușirea acestora. Traheea se ramifică de multe ori, astfel încât cele mai subțiri dintre ele să se împletească pe toate organele interne retea continua. Este sistemul traheal care asigură transportul oxigenului și schimbul de gaze. Traheea comunica cu mediul extern prin deschideri speciale - spiraculi, care sunt situate pe mezo- si metatorax, precum si pe segmentele abdominale.

Sistemul respirator al peștilor de pe arcadele branhiale (4 perechi) conține branhii osoase și filamente branhiale, în pereții cărora se află capilare. Cu ajutorul gurii și al capacelor branhiale, apa este pompată prin branhii, unde are loc schimbul de gaze.

Sistemul respirator. În timpul dezvoltării, are loc o tranziție de la branhii la respirația pulmonară (mormolocii respiră folosind branhii externe ramificate). Plămânii amfibienilor sunt primitivi: au o suprafață mică de contact între capilare și aer. (sunt pungi goale cu o structură celulară mai mult sau mai puțin pronunțată). Respirația cutanată este de mare importanță (la broasca verde, 51% din oxigen intră prin piele și 86% din dioxid de carbon este eliberat). Schimbul de gaze are loc în cavitatea bucală. Căile respiratorii sunt slab dezvoltate (cameră traheo-laringiană sau trahee).

Sistemul respirator Respirația are loc din cauza coborârii și ridicării podelei gurii. Când scade, aerul intră în cavitatea bucală. Când nările se închid, podeaua gurii se ridică și aerul este împins în plămâni. Când expirați, nările sunt deschise, iar când podeaua gurii este ridicată, aerul iese.

Sistemul respirator Plămânii au o structură celulară, iar la unele reptile are o structură spongioasă. tractul respirator este bine dezvoltat (laringe, trahee, bronhii) mecanism de respirație: aerul este atras în organele respiratorii și împins afară din cauza modificărilor de volum a toracelui. Mușchii intercostali sunt responsabili de modificarea volumului toracelui.

Aparatul respirator Traheea lungă începe cu fisura laringiană în locul unde traheea se împarte în două bronhii există o prelungire - laringele inferior, în care se află membranele vocale; Ramurile bronhiilor sunt conectate prin numeroase canale subțiri, din care se extind multe proeminențe - bronhiolele, împletite cu alveolele sunt absente la păsări; Unele dintre bronhii trec prin plămâni și formează saci de aer uriași cu pereți subțiri. Există saci de aer anterior și posterior. Schimbul de gaze nu are loc în sacii de aer; aceștia acționează ca o „pompă de aer”, pompând aer prin plămâni.

Sistemul respirator Plămânii păsărilor sunt spongioși și sunt adaptați pentru fluxul de aer unidirecțional în timpul inhalării și expirării. Când inspiri, sternul coboară, aerul inhalat trece în sacii de aer posterior, de acolo prin plămâni, în care are loc schimbul de gaze, în sacii aerei anteriori.

Aparatul respirator Când expirați, aerul iese din sacii de aer din față, din cei din spate trece prin plămâni și este eliminat din organism. Acest lucru asigură un flux continuu unidirecțional de aer prin plămâni atât în ​​timpul inhalării, cât și în timpul expirației. Acest fenomen de schimb de gaze în timpul inhalării și expirației se numește respirație dublă. Pe lângă mișcarea unidirecțională a aerului, saturația cu oxigen a sângelui este asigurată de mișcarea în contracurent a sângelui în raport cu mișcarea aerului.

Sistemul respirator Altele functie importanta saci de aer - protejarea corpului de supraîncălzire: aerul răcește organele interne și mușchii (producția de căldură în zbor este de 8 ori mai mare decât în ​​repaus). Sacii de aer reduc densitatea corpului, unii saci de aer chiar cresc în cavități oasele tubulare. Volumul total al sacilor de aer este de 10 ori mai mare decât volumul plămânilor. Frecvența respiratorie a unui porumbel în repaus este în medie de 26, în zbor - 400, acest lucru se datorează și eliminării excesului de căldură prin organele respiratorii.

Sistemul respirator Importanța sacilor de aer: 1. Reduceți densitatea corpului păsării 2. Conțin o rezervă mare aer curat, asigură o respirație dublă la păsări 3. Protejați corpul păsării de supraîncălzire în timpul zborului

Aparatul respirator Cavitatea nazală, nazofaringe, laringe, trahee, bronhii, plămâni. Bronhiile se ramifică în ramuri din ce în ce mai subțiri - bronhiole, la capete ale cărora se află grupuri de alveole cu structură celulară. Mișcările respiratorii, expansiunea și contracția plămânilor sunt efectuate de mușchii intercostali și diafragmă.