შიდა სუნთქვა და გაზის ტრანსპორტირება. თავი IV. სუნთქვა ცვლილებები ჩასუნთქული და ამოსუნთქული ჰაერის შემადგენლობაში

სუნთქვის მნიშვნელობა

სუნთქვა არის სხეულსა და მის მიმდებარე გარემოს შორის გაზების მუდმივი გაცვლის სასიცოცხლო პროცესი. სუნთქვის პროცესში ადამიანი შთანთქავს გარემოდან ჟანგბადს და გამოყოფს ნახშირორჟანგს.

ორგანიზმში ნივთიერებების ტრანსფორმაციის თითქმის ყველა რთული რეაქცია მოითხოვს ჟანგბადის მონაწილეობას. ჟანგბადის გარეშე მეტაბოლიზმი შეუძლებელია, სიცოცხლის შესანარჩუნებლად კი ჟანგბადის მუდმივი მიწოდება აუცილებელია. უჯრედებსა და ქსოვილებში ნივთიერებათა ცვლის შედეგად წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი, რომელიც ორგანიზმიდან უნდა მოიხსნას. ორგანიზმში ნახშირორჟანგის მნიშვნელოვანი რაოდენობით დაგროვება საშიშია. ნახშირორჟანგი სისხლით მიეწოდება სასუნთქ ორგანოებს და ამოისუნთქავს. ინჰალაციის დროს სასუნთქ ორგანოებში შემავალი ჟანგბადი სისხლში დიფუზირდება და სისხლით მიეწოდება ორგანოებსა და ქსოვილებს.

ადამიანისა და ცხოველის სხეულში არ არის ჟანგბადის მარაგი და ამიტომ მისი უწყვეტი მიწოდება ორგანიზმში სასიცოცხლო აუცილებლობაა. თუ ადამიანს აუცილებელ შემთხვევებში შეუძლია ერთ თვეზე მეტხანს იცხოვროს საკვების გარეშე, 10 დღემდე წყლის გარეშე, მაშინ ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში შეუქცევადი ცვლილებები ხდება 5-7 წუთში.

ჩასუნთქული, ამოსუნთქული და ალვეოლარული ჰაერის შემადგენლობა

მონაცვლეობით ჩასუნთქვისა და ამოსუნთქვით, ადამიანი ახდენს ფილტვების ვენტილაციას, ინარჩუნებს შედარებით მუდმივ გაზის შემადგენლობას ფილტვის ვეზიკულებში (ალვეოლებში). ადამიანი სუნთქავს ატმოსფერულ ჰაერს ჟანგბადის მაღალი შემცველობით (20,9%) და ნახშირორჟანგის დაბალი შემცველობით (0,03%) და ამოისუნთქავს ჰაერს, რომელშიც არის 16,3% ჟანგბადი და 4% ნახშირორჟანგი (ცხრილი 8).

ალვეოლური ჰაერის შემადგენლობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება ატმოსფერული, ჩასუნთქული ჰაერის შემადგენლობისგან. შეიცავს ნაკლებ ჟანგბადს (14,2%) და დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგს (5,2%).

აზოტი და ინერტული აირები, რომლებიც ქმნიან ჰაერს, არ მონაწილეობენ სუნთქვაში და მათი შემცველობა ჩასუნთქულ, ამოსუნთქულ და ალვეოლურ ჰაერში თითქმის ერთნაირია.

რატომ შეიცავს ამოსუნთქული ჰაერი უფრო მეტ ჟანგბადს, ვიდრე ალვეოლარული ჰაერი? ეს აიხსნება იმით, რომ ამოსუნთქვისას ჰაერი, რომელიც არის სასუნთქ ორგანოებში, სასუნთქ გზებში, ერევა ალვეოლურ ჰაერს.

გაზების ნაწილობრივი წნევა და დაძაბულობა

ფილტვებში ალვეოლური ჰაერიდან ჟანგბადი გადადის სისხლში, ხოლო ნახშირორჟანგი სისხლიდან ფილტვებში შედის. აირების გადასვლა ჰაერიდან თხევადში და თხევადიდან ჰაერში ხდება ამ აირების ნაწილობრივი წნევის სხვაობის გამო ჰაერსა და სითხეში. ნაწილობრივი წნევა არის მთლიანი წნევის ნაწილი, რომელიც ითვალისწინებს მოცემული აირის წილს აირის ნარევში. რაც უფრო მაღალია ნარევში გაზის პროცენტი, მით უფრო მაღალია მისი ნაწილობრივი წნევა. ატმოსფერული ჰაერი, როგორც ცნობილია, არის აირების ნარევი. ატმოსფერული ჰაერის წნევა 760 მმ Hg. Ხელოვნება. ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა ატმოსფერულ ჰაერში არის 760 მმ-ის 20,94%, ანუ 159 მმ; აზოტი - 79,03% 760 მმ, ანუ დაახლოებით 600 მმ; ატმოსფერულ ჰაერში ნახშირორჟანგი ცოტაა - 0,03%, ამიტომ მისი ნაწილობრივი წნევა არის 0,03% 760 მმ - 0,2 მმ Hg. Ხელოვნება.

სითხეში გახსნილი აირებისთვის გამოიყენება ტერმინი "ძაბვა", რომელიც შეესაბამება ტერმინს "ნაწილობრივი წნევა", რომელიც გამოიყენება თავისუფალი გაზებისთვის. გაზის დაძაბულობა გამოიხატება იმავე ერთეულებში, როგორც წნევა (mmHg). თუ გარემოში გაზის ნაწილობრივი წნევა აღემატება ამ გაზის ძაბვას სითხეში, მაშინ გაზი იხსნება სითხეში.

ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა ალვეოლურ ჰაერში არის 100-105 მმ Hg. ხელოვნება, ხოლო ფილტვებში მიედინება სისხლში ჟანგბადის დაძაბულობა საშუალოდ 60 მმ Hg-ია. ასე რომ, ფილტვებში ალვეოლური ჰაერიდან ჟანგბადი გადადის სისხლში.

აირების მოძრაობა ხდება დიფუზიის კანონების მიხედვით, რომლის მიხედვითაც გაზი ვრცელდება მაღალი პარციული წნევის მქონე საშუალოდან ქვედა წნევის მქონე საშუალოზე.

გაზის გაცვლა ფილტვებში

ალვეოლური ჰაერიდან ჟანგბადის გადასვლა ფილტვებში სისხლში და ნახშირორჟანგის ნაკადი სისხლიდან ფილტვებში ემორჩილება ზემოთ აღწერილ კანონებს.

დიდი რუსი ფიზიოლოგის ივან მიხაილოვიჩ სეჩენოვის მუშაობის წყალობით, შესაძლებელი გახდა სისხლის გაზის შემადგენლობის და ფილტვებში და ქსოვილებში გაზის გაცვლის პირობების შესწავლა.

ფილტვებში გაზის გაცვლა ხდება ალვეოლურ ჰაერსა და სისხლს შორის დიფუზიის გზით. ფილტვების ალვეოლები გადაჯაჭვულია კაპილარების მკვრივი ქსელით. ალვეოლისა და კაპილარების კედლები ძალიან თხელია, რაც ხელს უწყობს ფილტვებიდან აირების შეღწევას სისხლში და პირიქით. გაზის გაცვლა დამოკიდებულია ზედაპირის ზომაზე, რომლის მეშვეობითაც გაზები ვრცელდება და დიფუზური აირების ნაწილობრივი წნევის (დაძაბულობის) განსხვავებაზე. ღრმა ამოსუნთქვით ალვეოლები იჭიმება და მათი ზედაპირი 100-105 მ2-ს აღწევს. ასევე დიდია ფილტვებში კაპილარების ზედაპირი. არსებობს და საკმარისი სხვაობა ალვეოლურ ჰაერში გაზების ნაწილობრივ წნევასა და ამ აირების დაძაბულობას შორის ვენურ სისხლში (ცხრილი 9).

ცხრილი 9-დან გამომდინარეობს, რომ სხვაობა ვენურ სისხლში გაზების დაძაბულობასა და მათ ნაწილობრივ წნევას შორის ალვეოლურ ჰაერში არის 110 - 40 = 70 მმ Hg ჟანგბადისთვის. ხელოვნება, ხოლო ნახშირორჟანგისთვის 47 - 40 = 7 მმ Hg. Ხელოვნება.

ექსპერიმენტულად შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ ჟანგბადის დაძაბულობის სხვაობით 1 მმ Hg. Ხელოვნება. მოსვენებულ ადამიანში 25-60 მლ ჟანგბადი შეიძლება შევიდეს სისხლში 1 წუთში. მოსვენებულ ადამიანს წუთში დაახლოებით 25-30 მლ ჟანგბადი სჭირდება. აქედან გამომდინარე, ჟანგბადის წნევის სხვაობა 70 მმ Hg. ხელოვნება საკმარისია იმისთვის, რომ ორგანიზმი ჟანგბადით უზრუნველყოს მისი საქმიანობის სხვადასხვა პირობებში: ფიზიკური მუშაობის დროს, სპორტული ვარჯიშები და ა.შ.

სისხლიდან ნახშირორჟანგის დიფუზიის სიჩქარე 25-ჯერ აღემატება ჟანგბადს, შესაბამისად, წნევის სხვაობით 7 მმ Hg. ხელოვნება, ნახშირორჟანგს აქვს დრო, რომ განთავისუფლდეს სისხლიდან.

აირების გადაცემა სისხლით

სისხლი ატარებს ჟანგბადს და ნახშირორჟანგს. სისხლში, ისევე როგორც ნებისმიერ სითხეში, აირები შეიძლება იყოს ორ მდგომარეობაში: ფიზიკურად დაშლილი და ქიმიურად შეკრული. ჟანგბადიც და ნახშირორჟანგიც ძალიან მცირე რაოდენობით იხსნება სისხლის პლაზმაში. ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის უმეტესობა ტრანსპორტირდება ქიმიურად შეკრული ფორმით.

ჟანგბადის მთავარი გადამზიდავი არის ჰემოგლობინი სისხლში. 1 გ ჰემოგლობინი აკავშირებს 1,34 მლ ჟანგბადს. ჰემოგლობინს აქვს ჟანგბადთან შერწყმის უნარი, აყალიბებს ოქსიჰემოგლობინს. რაც უფრო მაღალია ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა, მით მეტი ოქსიჰემოგლობინი იქმნება. ალვეოლურ ჰაერში ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევაა 100-110 მმ ვწყ. Ხელოვნება. ასეთ პირობებში სისხლის ჰემოგლობინის 97% უკავშირდება ჟანგბადს. სისხლი ქსოვილებში ჟანგბადს აწვდის ოქსიჰემოგლობინის სახით. აქ ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა დაბალია და ოქსიჰემოგლობინი - მყიფე ნაერთი - გამოყოფს ჟანგბადს, რომელსაც ქსოვილები იყენებენ. ჰემოგლობინის მიერ ჟანგბადის შეერთებაზე ასევე გავლენას ახდენს ნახშირორჟანგის დაძაბულობა. ნახშირორჟანგი ამცირებს ჰემოგლობინის უნარს შეაერთოს ჟანგბადი და ხელს უწყობს ოქსიჰემოგლობინის დისოციაციას. ტემპერატურის მატება ასევე ამცირებს ჰემოგლობინის უნარს ჟანგბადთან შეკავშირებისას. ცნობილია, რომ ქსოვილებში ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე ფილტვებში. ყველა ეს მდგომარეობა ხელს უწყობს ოქსიჰემოგლობინის დისოციაციას, რის შედეგადაც სისხლი ათავისუფლებს ქიმიური ნაერთებიდან გამოთავისუფლებულ ჟანგბადს ქსოვილის სითხეში.

ჰემოგლობინის ჟანგბადის შეკავშირების თვისება სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ორგანიზმისთვის. ზოგჯერ ადამიანები იღუპებიან ორგანიზმში ჟანგბადის ნაკლებობის გამო, რომელიც გარშემორტყმულია ყველაზე სუფთა ჰაერით. ეს შეიძლება დაემართოს ადამიანს, რომელიც აღმოჩნდება დაბალი წნევის პირობებში (მაღალ სიმაღლეზე), სადაც თხელი ატმოსფერო აქვს ჟანგბადის ძალიან დაბალი ნაწილობრივი წნევა. 1875 წლის 15 აპრილს, ზენიტის ბუშტმა, ბორტზე სამი ბუშტით, მიაღწია 8000 მ სიმაღლეს, როდესაც აეროსტატი დაეშვა, მხოლოდ ერთი ადამიანი დარჩა ცოცხალი. გარდაცვალების მიზეზი დიდ სიმაღლეზე ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევის მკვეთრი დაქვეითება გახდა. მაღალ სიმაღლეებზე (7-8 კმ) არტერიული სისხლი თავის აირის შემადგენლობაში უახლოვდება ვენურ სისხლს; სხეულის ყველა ქსოვილი იწყებს ჟანგბადის მწვავე ნაკლებობას, რაც იწვევს სერიოზულ შედეგებს. 5000 მ სიმაღლეზე ასვლა ჩვეულებრივ მოითხოვს სპეციალური ჟანგბადის მოწყობილობების გამოყენებას.

სპეციალური ვარჯიშით, ორგანიზმს შეუძლია მოერგოს ატმოსფერულ ჰაერში ჟანგბადის დაბალ შემცველობას. გაწვრთნილი ადამიანის სუნთქვა ღრმავდება, სისხლში მატულობს სისხლის წითელი უჯრედების რაოდენობა ჰემატოპოეზურ ორგანოებში მათი გაზრდილი ფორმირებისა და სისხლის დეპოდან მათი მიწოდების გამო. გარდა ამისა, იზრდება გულის შეკუმშვა, რაც იწვევს სისხლის წუთმოცულობის ზრდას.

წნევის კამერები ფართოდ გამოიყენება ვარჯიშისთვის.

ნახშირორჟანგი სისხლით გადადის ქიმიური ნაერთების - ნატრიუმის და კალიუმის ბიკარბონატების სახით. ნახშირორჟანგის შეკავშირება და სისხლში მისი გამოყოფა დამოკიდებულია მის დაძაბულობაზე ქსოვილებსა და სისხლში.

გარდა ამისა, სისხლის ჰემოგლობინი მონაწილეობს ნახშირორჟანგის გადაცემაში. ქსოვილის კაპილარებში ჰემოგლობინი შედის ქიმიურ კომბინაციაში ნახშირორჟანგთან. ფილტვებში ეს ნაერთი იშლება ნახშირორჟანგის გასათავისუფლებლად. ფილტვებში გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგის დაახლოებით 25-30% ჰემოგლობინის გადამტანია.

როცა თმას ვიკეთებდი, სალონმა მირჩია რინფოლტილის ყიდვა, ამ ბიჭებისგან ვიპოვე. vitamins.com.ua.

ყველამ კარგად ვიცით, რომ ჰაერის გარეშე დედამიწაზე ვერც ერთი ცოცხალი არსება ვერ იცხოვრებს. ჰაერი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ყველა ჩვენგანისთვის. ყველამ იცის, ბავშვებიდან უფროსებამდე, რომ ჰაერის გარეშე ცხოვრება შეუძლებელია, მაგრამ ყველამ არ იცის რა არის ჰაერი და რისგან შედგება. ასე რომ, ჰაერი არის აირების ნაზავი, რომლის დანახვა და შეხება შეუძლებელია, მაგრამ ყველამ კარგად ვიცით, რომ ის ჩვენს ირგვლივ არის, თუმცა ამას პრაქტიკულად ვერ ვამჩნევთ. ჩაატაროთ სხვადასხვა ტიპის კვლევები, მათ შორის, შეგიძლიათ ჩვენს ლაბორატორიაში.

ჰაერს მხოლოდ მაშინ ვგრძნობთ, როცა ვგრძნობთ ძლიერ ქარს ან ვენტილატორის მახლობლად ვართ. რისგან შედგება ჰაერი აზოტისა და ჟანგბადისგან და მხოლოდ მცირე ნაწილისგან - არგონისგან, წყლისგან, წყალბადისგან და ნახშირორჟანგისაგან. თუ გავითვალისწინებთ ჰაერის შემადგენლობას პროცენტულად, მაშინ აზოტი არის 78,08 პროცენტი, ჟანგბადი 20,94 პროცენტი, არგონი 0,93 პროცენტი, ნახშირორჟანგი 0,04 პროცენტი, ნეონი 1,82 * 10-3 პროცენტი, ჰელიუმი 4,6 * 10-4 პროცენტი, მეთანი 1-7 * 10. 4 პროცენტი, კრიპტონი 1,14*10-4 პროცენტი, წყალბადი 5*10-5 პროცენტი, ქსენონი 8,7*10-6 პროცენტი, აზოტის ოქსიდი 5*10-5 პროცენტი.

ჰაერში ჟანგბადის შემცველობა ძალიან მაღალია, რადგან სწორედ ჟანგბადია აუცილებელი ადამიანის ორგანიზმის ფუნქციონირებისთვის. ჟანგბადი, რომელიც შეინიშნება ჰაერში სუნთქვის დროს, ხვდება ადამიანის ორგანიზმის უჯრედებში და მონაწილეობს ჟანგვის პროცესში, რის შედეგადაც გამოიყოფა სიცოცხლისთვის საჭირო ენერგია. ასევე, ჟანგბადი, რომელიც იმყოფება ჰაერში, საჭიროა საწვავის წვისთვის, რომელიც წარმოქმნის სითბოს, ასევე შიდა წვის ძრავებში მექანიკური ენერგიის წარმოებისთვის.

ასევე, გათხევადების დროს ჰაერიდან გამოიყოფა ინერტული აირები. რამდენი ჟანგბადია ჰაერში, თუ მას პროცენტულად შევხედავთ, მაშინ ჰაერში ჟანგბადი და აზოტი 98 პროცენტია. ამ კითხვაზე პასუხის გაცნობისთანავე ჩნდება კიდევ ერთი კითხვა, რა აირისებრი ნივთიერებები შედის ჰაერში.

ასე რომ, 1754 წელს მეცნიერმა, სახელად ჯოზეფ ბლეკმა დაადასტურა, რომ ჰაერი შედგება აირების ნარევისაგან და არა ერთგვაროვანი ნივთიერებისგან, როგორც ადრე ეგონათ. დედამიწაზე ჰაერის შემადგენლობაში შედის მეთანი, არგონი, ნახშირორჟანგი, ჰელიუმი, კრიპტონი, წყალბადი, ნეონი და ქსენონი. აღსანიშნავია, რომ ჰაერის პროცენტული მაჩვენებელი შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს იმისდა მიხედვით, თუ სად ცხოვრობენ ადამიანები.

სამწუხაროდ, დიდ ქალაქებში ნახშირორჟანგის წილი პროცენტულად უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე, მაგალითად, სოფლებში ან ტყეებში. ჩნდება კითხვა, რამდენი პროცენტით ჟანგბადია ჰაერში მთაში. პასუხი მარტივია, ჟანგბადი გაცილებით მძიმეა ვიდრე აზოტი, ამიტომ მთებში ჰაერში გაცილებით ნაკლები იქნება, ეს იმიტომ ხდება, რომ ჟანგბადის სიმკვრივე მცირდება სიმაღლესთან ერთად.

ჰაერში ჟანგბადის დონე

ასე რომ, რაც შეეხება ჰაერში ჟანგბადის თანაფარდობას, არსებობს გარკვეული სტანდარტები, მაგალითად, სამუშაო ადგილისთვის. იმისათვის, რომ ადამიანმა სრულად იმუშაოს, ჰაერში ჟანგბადის დონე 19-დან 23 პროცენტამდეა. საწარმოებში აღჭურვილობის ექსპლუატაციისას აუცილებელია მოწყობილობების, ასევე სხვადასხვა მანქანების დაჭიმვის მონიტორინგი. თუ ოთახში, სადაც ადამიანები მუშაობენ ჰაერის შემოწმებისას, ჟანგბადის დონე 19 პროცენტზე დაბალია, მაშინ აუცილებელია ოთახის დატოვება და გადაუდებელი ვენტილაციის ჩართვა. სამუშაო ადგილზე ჰაერში ჟანგბადის დონის კონტროლი შეგიძლიათ EcoTestExpress-ის ლაბორატორიისა და კვლევის მოწვევით.

ახლა განვსაზღვროთ რა არის ჟანგბადი

ჟანგბადი არის ქიმიური ელემენტი მენდელეევის ელემენტების პერიოდულ სისტემაში ჟანგბადს არ აქვს სუნი, გემო და ფერი. ჰაერში ჟანგბადი უკიდურესად აუცილებელია ადამიანის სუნთქვისთვის, ასევე წვისთვის, რადგან საიდუმლო არ არის, რომ თუ ჰაერი არ არის, მაშინ არცერთი მასალა არ დაიწვება. ჟანგბადი შეიცავს სამი სტაბილური ნუკლიდის ნარევს, რომელთა მასური რიცხვებია 16, 17 და 18.

ასე რომ, ჟანგბადი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია დედამიწაზე, რაც შეეხება პროცენტს, ჟანგბადის ყველაზე დიდი პროცენტი გვხვდება სილიკატებში, რაც დედამიწის მყარი ქერქის მასის დაახლოებით 47,4 პროცენტია. ასევე, მთელი დედამიწის ზღვა და მტკნარი წყლები შეიცავს უზარმაზარ რაოდენობას ჟანგბადს, კერძოდ 88,8 პროცენტს, რაც შეეხება ჰაერში ჟანგბადის რაოდენობას, ეს მხოლოდ 20,95 პროცენტია. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ჟანგბადი დედამიწის ქერქში 1500-ზე მეტი ნაერთის ნაწილია.

რაც შეეხება ჟანგბადის გამომუშავებას, ის მიიღება დაბალ ტემპერატურაზე ჰაერის გამოყოფით. ეს პროცესი ასე ხდება: პირველ რიგში, ჰაერი შეკუმშვისას ხდება კომპრესორის გამოყენებით, ჰაერი იწყებს გაცხელებას. შეკუმშული ჰაერი გაცივდეს ოთახის ტემპერატურამდე, გაციების შემდეგ კი თავისუფლად გაფართოვდეს.

როდესაც გაფართოება ხდება, გაზის ტემპერატურა მკვეთრად იკლებს ჰაერის გაციების შემდეგ, მისი ტემპერატურა შეიძლება რამდენიმე ათეული გრადუსით დაბლა იყოს ოთახის ტემპერატურაზე, ასეთი ჰაერი კვლავ ექვემდებარება შეკუმშვას და გამოთავისუფლებული სითბო ამოღებულია. ჰაერის შეკუმშვის და გაგრილების რამდენიმე ეტაპის შემდეგ ტარდება მთელი რიგი სხვა პროცედურები, რის შედეგადაც ხდება სუფთა ჟანგბადის გამოყოფა ყოველგვარი მინარევების გარეშე.

და აქ ჩნდება კიდევ ერთი კითხვა: რა არის უფრო მძიმე: ჟანგბადი თუ ნახშირორჟანგი. პასუხი არის უბრალოდ, რა თქმა უნდა, ნახშირორჟანგი უფრო მძიმე იქნება ვიდრე ჟანგბადი. ნახშირორჟანგის სიმკვრივეა 1,97 კგ/მ3, მაგრამ ჟანგბადის სიმკვრივე, თავის მხრივ, არის 1,43 კგ/მ3. რაც შეეხება ნახშირორჟანგს, გამოდის, რომ ის ერთ-ერთ მთავარ როლს ასრულებს დედამიწაზე მთელი სიცოცხლის ცხოვრებაში და ასევე ახდენს გავლენას ბუნებაში ნახშირბადის ციკლზე. დადასტურებულია, რომ ნახშირორჟანგი მონაწილეობს სუნთქვის რეგულაციაში, ასევე სისხლის მიმოქცევაში.

შეუკვეთეთ უფასო კონსულტაცია ეკოლოგთან

რა არის ნახშირორჟანგი?

ახლა მოდით უფრო დეტალურად განვსაზღვროთ რა არის ნახშირორჟანგი და ასევე დავასახელოთ ნახშირორჟანგის შემადგენლობა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნახშირორჟანგი არის ნახშირორჟანგი, ეს არის უფერო გაზი ოდნავ მჟავე სუნით და გემოთი. რაც შეეხება ჰაერს, მასში ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია 0,038 პროცენტია. ნახშირორჟანგის ფიზიკური თვისებები არის ის, რომ ის არ არსებობს თხევად მდგომარეობაში ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს, მაგრამ პირდაპირ გადადის მყარიდან აირისებრ მდგომარეობაში.

ნახშირორჟანგს მყარი სახით ასევე უწოდებენ მშრალ ყინულს. დღეს ნახშირორჟანგი გლობალური დათბობის მონაწილეა. ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება სხვადასხვა ნივთიერების წვის შედეგად. აღსანიშნავია, რომ ნახშირორჟანგის სამრეწველო წარმოებისას ის ცილინდრებში იყრება. ცილინდრებში ამოტუმბული ნახშირორჟანგი გამოიყენება როგორც ხანძარსაწინააღმდეგო, ასევე გაზიანი წყლის წარმოებაში და ასევე გამოიყენება პნევმატურ იარაღში. ასევე კვების მრეწველობაში, როგორც კონსერვანტი.

ჩასუნთქული და ამოსუნთქული ჰაერის შემადგენლობა

ახლა მოდით შევხედოთ ჩასუნთქული და ამოსუნთქული ჰაერის შემადგენლობას. ჯერ განვსაზღვროთ რა არის სუნთქვა. სუნთქვა რთული, უწყვეტი პროცესია, რომლის მეშვეობითაც სისხლის გაზის შემადგენლობა მუდმივად განახლდება. ჩასუნთქული ჰაერის შემადგენლობაა 20,94 პროცენტი ჟანგბადი, 0,03 პროცენტი ნახშირორჟანგი და 79,03 პროცენტი აზოტი. მაგრამ ამოსუნთქული ჰაერის შემადგენლობა არის მხოლოდ 16,3 პროცენტი ჟანგბადი, ისევე როგორც 4 პროცენტი ნახშირორჟანგი და 79,7 პროცენტი აზოტი.

შეგიძლიათ შეამჩნიოთ, რომ ჩასუნთქული ჰაერი განსხვავდება ამოსუნთქული ჰაერისგან ჟანგბადის შემცველობით, ასევე ნახშირორჟანგის რაოდენობით. ეს ის ნივთიერებებია, რომლებიც ქმნიან ჰაერს, რომელსაც ვსუნთქავთ და ამოვისუნთქავთ. ამრიგად, ჩვენი სხეული გაჯერებულია ჟანგბადით და ათავისუფლებს ყველა არასაჭირო ნახშირორჟანგს გარეთ.

მშრალი ჟანგბადი აუმჯობესებს ფილმების ელექტრულ და დამცავ თვისებებს წყლის არარსებობის გამო, ასევე მათი დატკეპნისა და მოცულობითი მუხტის შემცირების გამო. ასევე, მშრალი ჟანგბადი ნორმალურ პირობებში ვერ რეაგირებს ოქროსთან, სპილენძთან ან ვერცხლთან. ჰაერის ან სხვა ლაბორატორიული კვლევის ქიმიური ანალიზის ჩასატარებლად, მათ შორის, შეგიძლიათ ეს გააკეთოთ ჩვენს EcoTestExpress ლაბორატორიაში.

ჰაერი არის პლანეტის ატმოსფერო, რომელზეც ჩვენ ვცხოვრობთ. და ჩვენ ყოველთვის გვაქვს კითხვა, რა შედის ჰაერში, პასუხი არის უბრალოდ აირების ნაკრები, როგორც ზემოთ უკვე იყო აღწერილი რომელი აირებია ჰაერში და რა პროპორციით. რაც შეეხება ჰაერში გაზების შემცველობას, ყველაფერი მარტივია და ჩვენი პლანეტის თითქმის ყველა ზონისთვის პროცენტული თანაფარდობა ერთნაირია.

ჰაერის შემადგენლობა და თვისებები

ჰაერი შედგება არა მხოლოდ აირების ნარევისაგან, არამედ სხვადასხვა აეროზოლებისა და ორთქლისგან. ჰაერის პროცენტული შემადგენლობა არის ჰაერში აზოტის, ჟანგბადის და სხვა აირების თანაფარდობა. ასე რომ, რამდენი ჟანგბადია ჰაერში, მარტივი პასუხი მხოლოდ 20 პროცენტია. გაზის შემადგენელი შემადგენლობა, რაც შეეხება აზოტს, ის შეიცავს მთელი ჰაერის ლომის წილს და აღსანიშნავია, რომ მომატებული წნევის დროს აზოტს იწყებს ნარკოტიკული თვისებების არსებობა.

ამას არცთუ მცირე მნიშვნელობა აქვს, რადგან მყვინთავების მუშაობისას მათ ხშირად უწევთ სიღრმეში მუშაობა უზარმაზარი წნეხის ქვეშ. ბევრი ითქვა ჟანგბადზე, რადგან მას უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ჩვენს პლანეტაზე ადამიანის სიცოცხლისთვის. აღსანიშნავია, რომ ხანმოკლე პერიოდის განმავლობაში გაზრდილი ჟანგბადის მქონე ჰაერის ჩასუნთქვა არ ახდენს საზიანო გავლენას თავად ადამიანზე.

მაგრამ თუ ადამიანი დიდი ხნის განმავლობაში შეისუნთქავს ჰაერს ჟანგბადის გაზრდილი დონით, ეს გამოიწვევს ორგანიზმში პათოლოგიურ ცვლილებებს. ჰაერის კიდევ ერთი მთავარი კომპონენტი, რომლის შესახებაც უკვე ბევრი ითქვა, არის ნახშირორჟანგი, რადგან ირკვევა, რომ ადამიანს არ შეუძლია მის გარეშეც იცხოვროს, ისევე როგორც ჟანგბადის გარეშე.

დედამიწაზე ჰაერი რომ არ იყოს, მაშინ ვერც ერთი ცოცხალი ორგანიზმი ვერ იცხოვრებდა ჩვენს პლანეტაზე, მით უმეტეს, როგორმე იფუნქციონირებდა. სამწუხაროდ, თანამედროვე სამყაროში დიდი რაოდენობით სამრეწველო ობიექტები, რომლებიც აბინძურებენ ჩვენს ჰაერს, ბოლო დროს სულ უფრო ხშირად ითხოვენ გარემოს დაცვის აუცილებლობას, ასევე ჰაერის სისუფთავის მონიტორინგის აუცილებლობას. ამიტომ, ხშირად უნდა გაზომოთ ჰაერი, რათა დადგინდეს რამდენად სუფთაა. თუ მოგეჩვენებათ, რომ თქვენს ოთახში ჰაერი საკმარისად სუფთა არ არის და ეს გამოწვეულია გარე ფაქტორებით, ყოველთვის შეგიძლიათ დაუკავშირდეთ EcoTestExpress ლაბორატორიას, რომელიც ჩაატარებს ყველა საჭირო ტესტს (კვლევას) და გამოსცემს დასკვნას სისუფთავის შესახებ. ჰაერი, რომელსაც ისუნთქავ.

ჩვეულებრივი ატმოსფერული ჰაერი, რომელიც შესაფერისია ადამიანებისა და სხვა ცოცხალი არსებების სუნთქვისთვის, არის აირების მრავალკომპონენტიანი ნარევი. მისი მოცულობის ძირითადი ნაწილი აზოტია, რომლის წილი დაახლოებით 78%-ს აღწევს. ამ მაჩვენებლის მხრივ მეორე ადგილზეა ჟანგბადი, რომელიც ჰაერის მოცულობის დაახლოებით 21%-ს შეადგენს. ამრიგად, საერთო ჯამში ეს ორი აირი შეადგენს ჰაერის მოცულობის დაახლოებით 99%-ს.

მოცულობის დარჩენილი 1-1,5% უმეტესად არის არგონი და ნახშირორჟანგი, ასევე მცირე რაოდენობით სხვა აირები - ნეონი, ჰელიუმი, ქსენონი და სხვა. ამავდროულად, ნახშირორჟანგის წილი ჩვეულებრივ ატმოსფერულ ჰაერში, რომელიც არ ექვემდებარება რაიმე გავლენას, ყველაზე ხშირად დაახლოებით 0,3% მოცულობითია.

ამოსუნთქული ჰაერი

ამავდროულად, ჰაერის შემადგენლობა, რომელიც მიიღება ადამიანის სუნთქვის პროცესის შედეგად, საგრძნობლად განსხვავდება ორიგინალისაგან მთელი რიგი ელემენტების შემცველობით. ამრიგად, ცნობილია, რომ სუნთქვის პროცესში ადამიანის ორგანიზმი მოიხმარს ჟანგბადს, ამიტომ ბუნებრივია, რომ მისი რაოდენობა ამოსუნთქულ ჰაერში საგრძნობლად ნაკლებია, ვიდრე ჩასუნთქულ ჰაერში. თუ ჰაერის საწყისი შემადგენლობა შეიცავდა დაახლოებით 21% ჟანგბადს, მაშინ ამოსუნთქული ჰაერი შეიცავს მხოლოდ დაახლოებით 15,4%.

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ცვლილება, რომელიც ხდება ჰაერში სუნთქვის დროს, ეხება ნახშირორჟანგის შემცველობას. ასე რომ, თუ ადამიანის ორგანიზმში შემავალ ჰაერში მისი შემცველობა ჩვეულებრივ არ აღემატება მოცულობის 0,3%-ს, მაშინ ორგანიზმიდან გამოსულ ჰაერში ნახშირორჟანგის მოცულობა 4%-ს აღწევს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ადამიანის ორგანიზმის ფუნქციონირებისას მისი ორგანოები და ქსოვილები გამოყოფენ ნახშირორჟანგს, რომელიც გამოიყოფა სუნთქვის დროს. მაგრამ სხვა აირების შემცველობა ამოსუნთქულ ჰაერში პრაქტიკულად არ იცვლება ორიგინალთან შედარებით. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ადამიანის ორგანიზმისთვის ისინი ინერტულია, ანუ არანაირად არ ურთიერთობენ მასთან – არ შეიწოვება და არ გამოიყოფა.

გასათვალისწინებელია, რომ ადამიანის მიერ ამოსუნთქული ჰაერი ცვლის არა მხოლოდ მის შემადგენლობას, არამედ ზოგიერთ ფიზიკურ მახასიათებელს. მისი ტემპერატურა უახლოვდება ადამიანის სხეულის ტემპერატურას, რომელიც ჩვეულებრივ 36,6°C-ია. ამგვარად, თუ ადამიანი ცივ ჰაერს შეისუნთქავს, მისი ტემპერატურა მოიმატებს, ხოლო თუ ცხელ ჰაერს - დაიკლებს. გარდა ამისა, ამოსუნთქულ ჰაერს ჩვეულებრივ აქვს ტენიანობის უფრო მაღალი დონე ჩასუნთქულ ჰაერთან შედარებით.

მოცემულია ცხრილში. 1.1 ატმოსფერული ჰაერის შემადგენლობა დახურულ სივრცეებში სხვადასხვა ცვლილებებს განიცდის. ჯერ ერთი, იცვლება ცალკეული არსებითი კომპონენტების პროცენტული შემცველობა და, მეორეც, ჩნდება დამატებითი მინარევები, რომლებიც არ არის დამახასიათებელი სუფთა ჰაერისთვის. ამ პუნქტში ვისაუბრებთ გაზის შემადგენლობის ცვლილებებზე და მის დასაშვებ გადახრებზე ნორმალურიდან.

ადამიანის სიცოცხლისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი აირებია ჟანგბადი და ნახშირორჟანგი, რომლებიც მონაწილეობენ გაზის გაცვლაში ადამიანებსა და გარემოს შორის. ეს გაზის გაცვლა ძირითადად ადამიანის ფილტვებში ხდება სუნთქვის დროს. გაზის გაცვლა, რომელიც ხდება კანის ზედაპირზე, დაახლოებით 100-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ფილტვებში, რადგან ზრდასრული ადამიანის სხეულის ზედაპირი დაახლოებით 1,75 მ2ა, ხოლო ფილტვების ალვეოლის ზედაპირი დაახლოებით 200 მ2. სუნთქვის პროცესს თან ახლავს ადამიანის ორგანიზმში სითბოს წარმოქმნა 4,69-დან 5,047-მდე (საშუალოდ 4,879) კკალზე 1 ლიტრ შეწოვ ჟანგბადზე (გარდაიქმნება ნახშირორჟანგში). უნდა აღინიშნოს, რომ ჩასუნთქულ ჰაერში შემავალი ჟანგბადის მხოლოდ მცირე ნაწილი შეიწოვება (დაახლოებით 20%). ასე რომ, თუ ატმოსფერული ჰაერი შეიცავს დაახლოებით 21% ჟანგბადს, მაშინ ადამიანის მიერ ამოსუნთქული ჰაერი შეიცავს დაახლოებით 17%. როგორც წესი, ამოსუნთქული ნახშირორჟანგის რაოდენობა ჟანგბადის შთანთქმაზე ნაკლებია. ადამიანის მიერ გამოსხივებული ნახშირორჟანგის მოცულობებისა და შთანთქმის ჟანგბადის თანაფარდობას ეწოდება რესპირატორული კოეფიციენტი (RQ), რომელიც ჩვეულებრივ მერყეობს 0,71-დან 1-მდე. თუმცა, თუ ადამიანი იმყოფება ძლიერ მღელვარებაში ან ასრულებს ძალიან მძიმე სამუშაოს. , RQ შეიძლება იყოს ერთზე მეტიც.

ჟანგბადის რაოდენობა, რომელიც ადამიანს სჭირდება ნორმალური ცხოვრებისეული ფუნქციების შესანარჩუნებლად, ძირითადად დამოკიდებულია მის მიერ შესრულებული სამუშაოს ინტენსივობაზე და განისაზღვრება ნერვული და კუნთოვანი დაძაბულობის ხარისხით. სისხლში ჟანგბადის შეწოვა საუკეთესოდ ხდება 160 მმ.ვწყ.სვ. ნაწილობრივი წნევის დროს. ხელოვნება, რომელიც 760 მმ Hg ატმოსფერული წნევის დროს. Ხელოვნება. შეესაბამება ჟანგბადის ნორმალურ პროცენტს ატმოსფერულ ჰაერში, ანუ 21%.

ადამიანის ორგანიზმის ადაპტაციის უნარის გამო, ნორმალური სუნთქვა შეიძლება შეინიშნოს ჟანგბადის მცირე რაოდენობითაც კი.

თუ ჰაერში ჟანგბადის შემცველობის შემცირება ხდება ინერტული აირების (მაგალითად, აზოტის) გამო, მაშინ შესაძლებელია ჟანგბადის რაოდენობის მნიშვნელოვანი შემცირება - 12%-მდე.

ამასთან, დახურულ სივრცეებში ჟანგბადის შემცველობის შემცირებას თან ახლავს არა ინერტული აირების კონცენტრაციის მატება, არამედ ნახშირორჟანგის დაგროვება. ამ პირობებში ჰაერში ჟანგბადის მაქსიმალური დასაშვები მინიმალური შემცველობა გაცილებით მაღალი უნდა იყოს. როგორც წესი, ამ კონცენტრაციის ნორმად აღებულია ჟანგბადის შემცველობა 17% მოცულობით. ზოგადად რომ ვთქვათ, დახურულ სივრცეებში ჟანგბადის პროცენტი არასოდეს იკლებს ამ ნორმამდე, ვინაიდან ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია ზღვრულ მნიშვნელობას გაცილებით ადრე აღწევს. ამიტომ, პრაქტიკულად უფრო მნიშვნელოვანია დახურულ სივრცეებში ჟანგბადის ნაცვლად ნახშირორჟანგის შემცველობის მაქსიმალური დასაშვები სტანდარტების დადგენა.

ნახშირორჟანგი CO2 არის უფერო გაზი, სუსტი მჟავე გემოთი და სუნით; ის ჰაერზე 1,52-ჯერ მძიმეა და ოდნავ შხამიანი. დახურული სივრცეების ჰაერში ნახშირორჟანგის დაგროვება იწვევს თავის ტკივილს, თავბრუსხვევას, სისუსტეს, მგრძნობელობის დაკარგვას და გონების დაკარგვასაც კი.

ითვლება, რომ ნახშირორჟანგის რაოდენობა ატმოსფერულ ჰაერში არის 0,03% მოცულობით. ეს ეხება სოფლად. დიდი სამრეწველო ცენტრების ჰაერში მისი შემცველობა ჩვეულებრივ უფრო მაღალია. გამოთვლებისთვის აღებულია კონცენტრაცია 0,04%. ადამიანის მიერ ამოსუნთქული ჰაერი შეიცავს დაახლოებით 4% ნახშირორჟანგს.

ადამიანის ორგანიზმისთვის რაიმე მავნე შედეგების გარეშე, ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია 0,04%-ზე მნიშვნელოვნად მაღალია დახურული სივრცეების ჰაერში.

ნახშირორჟანგის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია დამოკიდებულია კონკრეტულ დახურულ სივრცეში ადამიანების ყოფნის ხანგრძლივობაზე და მათი ოკუპაციის ტიპზე. მაგალითად, დალუქული თავშესაფრებისთვის, მათში ჯანმრთელი ადამიანების არაუმეტეს 8 საათის განმავლობაში მოთავსებისას, CO2-ის მაქსიმალურ დასაშვებ კონცენტრაციად შეიძლება მიღებულ იქნეს 2%-იანი ნორმა. მოკლევადიანი ყოფნისთვის ეს მაჩვენებელი შეიძლება გაიზარდოს. ნახშირორჟანგის მაღალი კონცენტრაციის მქონე გარემოში ყოფნის შესაძლებლობა ადამიანის ორგანიზმის სხვადასხვა პირობებთან ადაპტაციის უნარით არის განპირობებული. როდესაც CO2-ის კონცენტრაცია 1%-ზე მეტია, ადამიანი იწყებს მნიშვნელოვნად მეტი ჰაერის ჩასუნთქვას. ამრიგად, CO2-ის 3%-იანი კონცენტრაციის დროს სუნთქვა ორმაგდება მოსვენების დროსაც, რაც თავისთავად არ იწვევს შესამჩნევ უარყოფით შედეგებს ასეთ ჰაერში შედარებით ხანმოკლე ყოფნისას. თუ ადამიანი რჩება ოთახში CO2 კონცენტრაციით 3% საკმარისად დიდხანს (3 ან მეტი დღე), მას გონების დაკარგვის რისკი ემუქრება.

როდესაც ადამიანები დიდხანს რჩებიან დახურულ ოთახებში და როდესაც ადამიანები ასრულებენ ამა თუ იმ სამუშაოს, ნახშირორჟანგის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია საგრძნობლად ნაკლები უნდა იყოს 2%-ზე. დასაშვებია მერყეობა 0,1-დან 1%-მდე. ნახშირორჟანგის შემცველობა 0.1% შეიძლება ჩაითვალოს მისაღები შენობებისა და ნაგებობების ჩვეულებრივი დალუქული შენობებისთვის სხვადასხვა მიზნებისთვის. ნახშირორჟანგის უფრო დაბალი კონცენტრაცია (დაახლოებით 0,07-0,08) უნდა დაინიშნოს მხოლოდ სამედიცინო და ბავშვთა დაწესებულებების შენობებისთვის.

როგორც ქვემოთ მოყვანილიდან ირკვევა, მიწისზედა შენობების შიდა ჰაერში ნახშირორჟანგის შემცველობის მოთხოვნები, როგორც წესი, ადვილად სრულდება, თუ მისი გამოყოფის წყაროები არიან ადამიანები. კითხვა განსხვავებულია, როდესაც ნახშირორჟანგი გროვდება საწარმოო ობიექტებში გარკვეული ტექნოლოგიური პროცესების შედეგად, მაგალითად, საფუარის, ლუდის და ჰიდროლიზის საამქროებში. ამ შემთხვევაში ნახშირორჟანგის მაქსიმალურ დასაშვებ კონცენტრაციად მიიღება 0,5%.

ჩვენ დეტალურად განვიხილეთ, თუ როგორ ხვდება ჰაერი ფილტვებში. ახლა ვნახოთ, რა მოუვა მას შემდეგ.

სისხლის მიმოქცევის სისტემა

ჩვენ დავრჩით იმ ფაქტზე, რომ ატმოსფერულ ჰაერში ჟანგბადი შედის ალვეოლებში, საიდანაც მათი თხელი კედლით, დიფუზიის გზით ის გადადის კაპილარებში, ალვეოლებს ახვევს მკვრივ ქსელში. კაპილარები უერთდებიან ფილტვის ვენებს, რომლებიც ჟანგბადით გაჯერებულ სისხლს ატარებენ გულში, უფრო სწორედ მის მარცხენა წინაგულში. გული მუშაობს ტუმბოს მსგავსად, სისხლს მთელ სხეულში აწვება. მარცხენა წინაგულიდან ჟანგბადით გაჯერებული სისხლი წავა მარცხენა პარკუჭში და იქიდან სისტემური მიმოქცევის გავლით, ორგანოებსა და ქსოვილებში. სხეულის კაპილარებში საკვები ნივთიერებების ქსოვილებთან გაცვლის შემდეგ, ჟანგბადის მიტოვებით და ნახშირორჟანგის მოცილებით, სისხლი გროვდება ვენებში და შედის გულის მარჯვენა ატრიუმში, ხოლო სისტემური მიმოქცევა იკეტება. იქიდან იწყება პატარა წრე.

მცირე წრე იწყება მარჯვენა პარკუჭიდან, საიდანაც ფილტვის არტერია ატარებს სისხლს ფილტვებში ჟანგბადით „დამუხტვის“ მიზნით, განშტოებასა და ალვეოლებს კაპილარული ქსელით. აქედან ისევ - ფილტვის ვენების გასწვრივ მარცხენა ატრიუმამდე და ასე უსასრულოდ. ამ პროცესის ეფექტურობის წარმოსადგენად, წარმოიდგინეთ, რომ სრული სისხლის მიმოქცევის დრო მხოლოდ 20-23 წამია. ამ დროის განმავლობაში სისხლის მოცულობა ახერხებს მთლიანად „მიმოქცევას“ როგორც სისტემური, ისე ფილტვის მიმოქცევაში.

ისეთი აქტიურად ცვალებადი გარემოს გასაჯერებლად, როგორიცაა სისხლი ჟანგბადით, მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული შემდეგი ფაქტორები:

ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის რაოდენობა ჩასუნთქულ ჰაერში (ჰაერის შემადგენლობა)

ალვეოლარული ვენტილაციის ეფექტურობა (კონტაქტური ადგილი, სადაც აირები ცვლის სისხლსა და ჰაერს შორის)

ალვეოლური გაზის გაცვლის ეფექტურობა (ნივთიერებებისა და სტრუქტურების ეფექტურობა, რომლებიც უზრუნველყოფენ სისხლის კონტაქტს და გაზის გაცვლას)

ჩასუნთქული, ამოსუნთქული და ალვეოლარული ჰაერის შემადგენლობა

ნორმალურ პირობებში ადამიანი სუნთქავს ატმოსფერულ ჰაერს, რომელსაც შედარებით მუდმივი შემადგენლობა აქვს. ამოსუნთქული ჰაერი ყოველთვის შეიცავს ნაკლებ ჟანგბადს და მეტ ნახშირორჟანგს. ალვეოლური ჰაერი შეიცავს ყველაზე ნაკლებ ჟანგბადს და ყველაზე მეტ ნახშირორჟანგს. ალვეოლური და ამოსუნთქული ჰაერის შემადგენლობაში განსხვავება აიხსნება იმით, რომ ეს უკანასკნელი არის მკვდარი კოსმოსური ჰაერისა და ალვეოლური ჰაერის ნაზავი.

ალვეოლური ჰაერი არის სხეულის შიდა გაზის გარემო. არტერიული სისხლის გაზის შემადგენლობა დამოკიდებულია მის შემადგენლობაზე. მარეგულირებელი მექანიზმები ინარჩუნებს ალვეოლური ჰაერის შემადგენლობის მუდმივობას, რომელიც მშვიდი სუნთქვის დროს ნაკლებად არის დამოკიდებული ჩასუნთქვისა და ამოსუნთქვის ფაზებზე. მაგალითად, CO2 შემცველობა ინჰალაციის ბოლოს მხოლოდ 0,2-0,3%-ით ნაკლებია, ვიდრე ამოსუნთქვის ბოლოს, ვინაიდან ყოველი ჩასუნთქვისას ალვეოლური ჰაერის მხოლოდ 1/7 განახლდება.

გარდა ამისა, ფილტვებში გაზის გაცვლა ხდება განუწყვეტლივ, შთაგონების ან ამოსუნთქვის ფაზების მიუხედავად, რაც ხელს უწყობს ალვეოლური ჰაერის შემადგენლობის გათანაბრებას. ღრმა სუნთქვით, ფილტვების ვენტილაციის სიჩქარის გაზრდის გამო, იზრდება ალვეოლური ჰაერის შემადგენლობის დამოკიდებულება ინჰალაციაზე და ამოსუნთქვაზე. უნდა გვახსოვდეს, რომ ჰაერის ნაკადის "ღერძზე" და მის "მხარეზე" აირების კონცენტრაცია ასევე განსხვავდება: ჰაერის მოძრაობა "ღერძის გასწვრივ" უფრო სწრაფი იქნება და შემადგენლობა უფრო ახლოს იქნება შემადგენლობასთან. ატმოსფერული ჰაერი. ფილტვების მწვერვალის მიდამოში, ალვეოლი ნაკლებად ეფექტურად ვენტილირებადია, ვიდრე დიაფრაგმის მიმდებარე ფილტვების ქვედა ნაწილებში.

ალვეოლარული ვენტილაცია

გაზის გაცვლა ჰაერსა და სისხლს შორის ხდება ალვეოლებში. ფილტვების ყველა სხვა კომპონენტი მხოლოდ ამ ადგილას ჰაერის მიწოდებას ემსახურება. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია არა ფილტვების ვენტილაციის საერთო რაოდენობა, არამედ ალვეოლის ვენტილაციის რაოდენობა. ეს ნაკლებია ფილტვების ვენტილაციაზე მკვდარი სივრცის ვენტილაციის რაოდენობით. ასე რომ, სუნთქვის წუთიერი მოცულობის ტოლი 8000 მლ და სუნთქვის სიხშირე 16 წუთში, მკვდარი სივრცის ვენტილაცია იქნება 150 მლ x 16 = 2400 მლ. ალვეოლების ვენტილაცია ტოლი იქნება 8000 მლ - 2400 მლ = 5600 მლ. იგივე წუთიანი სუნთქვის მოცულობით 8000 მლ და სუნთქვის სიხშირით 32 წუთში, მკვდარი სივრცის ვენტილაცია იქნება 150 მლ x 32 = 4800 მლ, ხოლო ალვეოლური ვენტილაცია 8000 მლ - 4800 მლ = 3200 მლ, ე.ი. იქნება ნახევარი, ვიდრე პირველ შემთხვევაში. ეს გულისხმობს პირველი პრაქტიკული დასკვნაალვეოლური ვენტილაციის ეფექტურობა დამოკიდებულია სუნთქვის სიღრმეზე და სიხშირეზე.

ფილტვების ვენტილაციის რაოდენობას ორგანიზმი არეგულირებს ისე, რომ უზრუნველყოფილი იყოს ალვეოლური ჰაერის მუდმივი აირის შემადგენლობა. ამრიგად, ალვეოლურ ჰაერში ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, სუნთქვის წუთიერი მოცულობა იზრდება, ხოლო შემცირებით მცირდება. თუმცა, ამ პროცესის მარეგულირებელი მექანიზმები არ არის განლაგებული ალვეოლებში. სუნთქვის სიღრმე და სიხშირე რეგულირდება რესპირატორული ცენტრის მიერ სისხლში ჟანგბადისა და ნახშირორჟანგის რაოდენობის შესახებ ინფორმაციის საფუძველზე.

გაზების გაცვლა ალვეოლებში

ფილტვებში გაზის გაცვლა ხდება ალვეოლური ჰაერიდან ჟანგბადის სისხლში (დაახლოებით 500 ლიტრი დღეში) და ნახშირორჟანგის სისხლიდან ალვეოლურ ჰაერში (დაახლოებით 430 ლიტრი დღეში) დიფუზიის შედეგად. დიფუზია ხდება ამ გაზების წნევის სხვაობის გამო ალვეოლურ ჰაერში და სისხლში.

დიფუზია არის კონტაქტური ნივთიერებების ურთიერთშეღწევა ერთმანეთში ნივთიერების ნაწილაკების თერმული მოძრაობის გამო. დიფუზია ხდება ნივთიერების კონცენტრაციის შემცირების მიმართულებით და იწვევს ნივთიერების ერთგვაროვან განაწილებას მთელ მოცულობაში, რომელიც მას იკავებს. ამრიგად, სისხლში ჟანგბადის შემცირებული კონცენტრაცია იწვევს მის შეღწევას ჰაერ-სისხლის (აეროჰემატური) ბარიერის მემბრანაში, სისხლში ნახშირორჟანგის გადაჭარბებული კონცენტრაცია იწვევს მის გათავისუფლებას ალვეოლურ ჰაერში. ანატომიურად, ჰაერ-სისხლის ბარიერი წარმოდგენილია ფილტვის მემბრანით, რომელიც, თავის მხრივ, შედგება კაპილარული ენდოთელური უჯრედებისგან, ორი ძირითადი გარსისგან, ბრტყელ ალვეოლარული ეპითელიუმისგან და ზედაპირული ფენისგან. ფილტვის მემბრანის სისქე მხოლოდ 0,4-1,5 მიკრონია.

სურფაქტანტი არის სურფაქტანტი, რომელიც ხელს უწყობს აირების დიფუზიას. ფილტვის ეპითელური უჯრედების მიერ სურფაქტანტის სინთეზის დარღვევა სუნთქვის პროცესს თითქმის შეუძლებელს ხდის გაზის დიფუზიის დონის მკვეთრი შენელების გამო.

სისხლში შემავალი ჟანგბადი და სისხლით მოტანილი ნახშირორჟანგი შეიძლება იყოს დაშლილი ან ქიმიურად შეკრული. ნორმალურ პირობებში, ამ გაზების ისეთი მცირე რაოდენობა ტრანსპორტირდება თავისუფალ (დაშლილ) მდგომარეობაში, რომ მათი უსაფრთხოდ უგულებელყოფა შესაძლებელია სხეულის საჭიროებების შეფასებისას. სიმარტივისთვის, ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის ძირითადი რაოდენობა ტრანსპორტირდება შეკრულ მდგომარეობაში.

ჟანგბადის ტრანსპორტი

ჟანგბადი ტრანსპორტირდება ოქსიჰემოგლობინის სახით. ოქსიჰემოგლობინი არის ჰემოგლობინისა და მოლეკულური ჟანგბადის კომპლექსი.

ჰემოგლობინი გვხვდება სისხლის წითელ უჯრედებში - სისხლის წითელი უჯრედები. მიკროსკოპის ქვეშ სისხლის წითელი უჯრედები ოდნავ გაბრტყელ დონატს ჰგავს. ეს უჩვეულო ფორმა საშუალებას აძლევს სისხლის წითელ უჯრედებს იმოქმედონ გარემომცველ სისხლთან უფრო დიდ ფართობზე, ვიდრე სფერული უჯრედები (თანაბარი მოცულობის სხეულებიდან, ბურთს აქვს მინიმალური ფართობი). გარდა ამისა, სისხლის წითელ უჯრედს შეუძლია მილში დახვევა, ვიწრო კაპილარში შეკუმშვა და სხეულის ყველაზე შორეულ კუთხეებში მიღწევა.

მხოლოდ 0,3 მლ ჟანგბადი იხსნება 100 მლ სისხლში სხეულის ტემპერატურაზე. ჟანგბადი, იხსნება ფილტვის მიმოქცევის კაპილარების სისხლის პლაზმაში, დიფუზირდება სისხლის წითელ უჯრედებში და დაუყოვნებლივ უკავშირდება ჰემოგლობინს, წარმოქმნის ოქსიჰემოგლობინს, რომელშიც ჟანგბადი არის 190 მლ/ლ. ჟანგბადის შეკავშირების სიჩქარე მაღალია - დიფუზური ჟანგბადის შთანთქმის დრო იზომება წამის მეათასედებში. ალვეოლის კაპილარებში შესაბამისი ვენტილაციისა და სისხლით მომარაგებით, შემომავალი სისხლის თითქმის მთელი ჰემოგლობინი გარდაიქმნება ოქსიჰემოგლობინად. მაგრამ აირების "წინ და უკან" დიფუზიის ძალიან ნელია, ვიდრე აირების შეკავშირების სიჩქარე.

ეს გულისხმობს მეორე პრაქტიკული დასკვნა: იმისათვის, რომ გაზის გაცვლა წარმატებით განხორციელდეს, ჰაერმა უნდა „მიიღოს პაუზები“, რომლის დროსაც ალვეოლურ ჰაერში აირების კონცენტრაცია და შემომავალი სისხლი ახერხებს გათანაბრებას, ანუ უნდა იყოს პაუზა ჩასუნთქვასა და ამოსუნთქვას შორის.

შემცირებული (ჟანგბადისგან თავისუფალი) ჰემოგლობინის (დეოქსიჰემოგლობინის) გარდაქმნა დაჟანგბად (ჟანგბადის შემცველ) ჰემოგლობინად (ოქსიჰემოგლობინში) დამოკიდებულია ჟანგბადის გახსნილ შემცველობაზე სისხლის პლაზმის თხევად ნაწილში. უფრო მეტიც, გახსნილი ჟანგბადის ასიმილაციის მექანიზმები ძალიან ეფექტურია.

მაგალითად, ზღვის დონიდან 2 კმ სიმაღლეზე ასვლას თან ახლავს ატმოსფერული წნევის დაქვეითება 760-დან 600 მმ Hg-მდე. ხელოვნება, ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევა ალვეოლურ ჰაერში 105-დან 70 მმ Hg-მდე. ხელოვნება და ოქსიჰემოგლობინის შემცველობა მცირდება მხოლოდ 3%-ით. და, მიუხედავად ატმოსფერული წნევის შემცირებისა, ქსოვილები აგრძელებენ ჟანგბადის წარმატებით მომარაგებას.

ქსოვილებში, რომლებიც საჭიროებენ უამრავ ჟანგბადს ნორმალური ფუნქციონირებისთვის (მუშა კუნთები, ღვიძლი, თირკმელები, ჯირკვლოვანი ქსოვილები), ოქსიჰემოგლობინი ძალიან აქტიურად, ზოგჯერ თითქმის მთლიანად „თმობს“ ჟანგბადს. ქსოვილებში, რომლებშიც ჟანგვითი პროცესების ინტენსივობა დაბალია (მაგალითად, ცხიმოვან ქსოვილში), ოქსიჰემოგლობინის უმეტესობა არ „თმობს“ მოლეკულურ ჟანგბადს - დონეს. ოქსიჰემოგლობინის დისოციაცია დაბალია. ქსოვილების გადასვლა მოსვენებული მდგომარეობიდან აქტიურ მდგომარეობაში (კუნთების შეკუმშვა, ჯირკვლის სეკრეცია) ავტომატურად ქმნის პირობებს ოქსიჰემოგლობინის დისოციაციის გაზრდისა და ქსოვილებში ჟანგბადის მიწოდების გაზრდისთვის.

ჰემოგლობინის უნარი „შეინარჩუნოს“ ჟანგბადი (ჰემოგლობინის მიდრეკილება ჟანგბადთან) მცირდება ნახშირორჟანგის (ბორის ეფექტი) და წყალბადის იონების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად. ტემპერატურის მატება მსგავს გავლენას ახდენს ოქსიჰემოგლობინის დისოციაციაზე.

აქედან ადვილია იმის გაგება, თუ როგორ არის ურთიერთდაკავშირებული და დაბალანსებული ბუნებრივი პროცესები ერთმანეთთან შედარებით. ოქსიჰემოგლობინის ჟანგბადის შენარჩუნების უნარის ცვლილებას დიდი მნიშვნელობა აქვს ქსოვილებში ჟანგბადის მიწოდების უზრუნველსაყოფად. ქსოვილებში, რომლებშიც მეტაბოლური პროცესები ინტენსიურად მიმდინარეობს, ნახშირორჟანგისა და წყალბადის იონების კონცენტრაცია იზრდება და ტემპერატურა იზრდება. ეს აჩქარებს და ხელს უწყობს ჰემოგლობინის მიერ ჟანგბადის გამოყოფას და აადვილებს მეტაბოლური პროცესების მიმდინარეობას.

ჩონჩხის კუნთოვანი ბოჭკოები შეიცავს მიოგლობინს, რომელიც ჰემოგლობინის მსგავსია. მას აქვს ძალიან მაღალი მიდრეკილება ჟანგბადთან. ჟანგბადის მოლეკულის "დაჭერით" ის აღარ გამოუშვებს მას სისხლში.

სისხლში ჟანგბადის რაოდენობა

ჟანგბადის მაქსიმალურ რაოდენობას, რომელსაც სისხლი შეუძლია შეაერთოს, როდესაც ჰემოგლობინი მთლიანად გაჯერებულია ჟანგბადით, ეწოდება სისხლის ჟანგბადის ტევადობა. სისხლის ჟანგბადის მოცულობა დამოკიდებულია მასში ჰემოგლობინის შემცველობაზე.

არტერიულ სისხლში ჟანგბადის შემცველობა მხოლოდ ოდნავ (3-4%) დაბალია, ვიდრე სისხლის ჟანგბადის მოცულობა. ნორმალურ პირობებში 1 ლიტრი არტერიული სისხლი შეიცავს 180-200 მლ ჟანგბადს. იმ შემთხვევებშიც კი, როდესაც ექსპერიმენტულ პირობებში ადამიანი სუნთქავს სუფთა ჟანგბადს, მისი რაოდენობა არტერიულ სისხლში პრაქტიკულად შეესაბამება ჟანგბადის ტევადობას. ატმოსფერული ჰაერით სუნთქვასთან შედარებით, გადაცემული ჟანგბადის რაოდენობა ოდნავ იზრდება (3-4%-ით).

მოსვენების დროს ვენური სისხლი შეიცავს დაახლოებით 120 მლ/ლ ჟანგბადს. ამრიგად, როდესაც სისხლი მიედინება ქსოვილის კაპილარებში, ის არ გამოყოფს მთელ თავის ჟანგბადს.

ქსოვილების მიერ არტერიული სისხლიდან შთანთქმული ჟანგბადის ნაწილს ჟანგბადის გამოყენების კოეფიციენტი ეწოდება. მის გამოსათვლელად, არტერიულ და ვენურ სისხლში ჟანგბადის შემცველობის სხვაობა გავყოთ არტერიულ სისხლში ჟანგბადის შემცველობაზე და გავამრავლოთ 100-ზე.

Მაგალითად:
(200-120): 200 x 100 = 40%.

მოსვენების დროს ორგანიზმის ჟანგბადის მოხმარების მაჩვენებელი 30-დან 40%-მდე მერყეობს. კუნთების ინტენსიური მუშაობისას ის იზრდება 50-60%-მდე.

ნახშირორჟანგის ტრანსპორტირება

ნახშირორჟანგი სისხლში ტრანსპორტირდება სამი ფორმით. ვენურ სისხლში შეიძლება გამოვლინდეს დაახლოებით 58 ტომი. % (580 მლ/ლ) CO2, რომლის მოცულობით მხოლოდ 2,5% არის გახსნილ მდგომარეობაში. CO2-ის ზოგიერთი მოლეკულა შერწყმულია ჰემოგლობინთან სისხლის წითელ უჯრედებში და წარმოქმნის კარბოჰემოგლობინს (დაახლოებით 4,5 მოც.%). CO2-ის დარჩენილი რაოდენობა ქიმიურად არის შეკრული და შეიცავს ნახშირმჟავას მარილების სახით (დაახლოებით 51 მოც.%).

ნახშირორჟანგი ქიმიური მეტაბოლური რეაქციების ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული პროდუქტია. ის განუწყვეტლივ წარმოიქმნება ცოცხალ უჯრედებში და იქიდან დიფუზირდება ქსოვილის კაპილარების სისხლში. სისხლის წითელ უჯრედებში ის ერწყმის წყალს და წარმოქმნის ნახშირმჟავას (C02 + H20 = H2C03).

ეს პროცესი კატალიზებულია (აჩქარებულია ოცი ათასჯერ) ფერმენტ კარბოანჰიდრაზას მიერ. კარბოანჰიდრაზა გვხვდება ერითროციტებში, ის არ არის ნაპოვნი სისხლის პლაზმაში. ამრიგად, ნახშირორჟანგის წყალთან შერწყმის პროცესი თითქმის ექსკლუზიურად სისხლის წითელ უჯრედებში ხდება. მაგრამ ეს არის შექცევადი პროცესი, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს მისი მიმართულება. ნახშირორჟანგის კონცენტრაციიდან გამომდინარე, კარბოანჰიდრაზა კატალიზებს როგორც ნახშირმჟავას წარმოქმნას, ასევე მის დაშლას ნახშირორჟანგად და წყალში (ფილტვების კაპილარებში).

ამ შეკავშირების პროცესების წყალობით ერითროციტებში CO2-ის კონცენტრაცია დაბალია. ამრიგად, CO2-ის უფრო და უფრო ახალი რაოდენობა აგრძელებს დიფუზირებას სისხლის წითელ უჯრედებში. ერითროციტების შიგნით იონების დაგროვებას თან ახლავს მათში ოსმოსური წნევის მატება, რის შედეგადაც იზრდება წყლის რაოდენობა ერითროციტების შიდა გარემოში. ამიტომ, სისტემური მიმოქცევის კაპილარებში სისხლის წითელი უჯრედების მოცულობა ოდნავ იზრდება.

ჰემოგლობინს უფრო მეტი მიდრეკილება აქვს ჟანგბადთან, ვიდრე ნახშირორჟანგთან, ამიტომ, ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევის გაზრდის პირობებში, კარბოჰემოგლობინი გარდაიქმნება ჯერ დეოქსიჰემოგლობინში, შემდეგ კი ოქსიჰემოგლობინში.

გარდა ამისა, როდესაც ოქსიჰემოგლობინი გარდაიქმნება ჰემოგლობინში, იზრდება სისხლის უნარი შეაერთოს ნახშირორჟანგი. ამ ფენომენს ჰალდანის ეფექტს უწოდებენ. ჰემოგლობინი ემსახურება როგორც კალიუმის კათიონების (K+) წყაროს, რომელიც აუცილებელია ნახშირორჟანგის მარილების - ბიკარბონატების სახით ნახშირორჟანგის შესაერთებლად.

ასე რომ, ქსოვილის კაპილარების სისხლის წითელ უჯრედებში წარმოიქმნება კალიუმის ბიკარბონატის დამატებითი რაოდენობა, ისევე როგორც კარბოჰემოგლობინი. ამ ფორმით ნახშირორჟანგი გადადის ფილტვებში.

ფილტვის ცირკულაციის კაპილარებში ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია მცირდება. CO2 გამოიყოფა კარბოჰემოგლობინისგან. ამავე დროს წარმოიქმნება ოქსიჰემოგლობინი და იზრდება მისი დისოციაცია. ოქსიჰემოგლობინი ანაცვლებს კალიუმს ბიკარბონატებისგან. ნახშირბადის მჟავა ერითროციტებში (კარბოანჰიდრაზას თანდასწრებით) სწრაფად იშლება H20 და CO2. წრე დასრულებულია.

კიდევ ერთი შენიშვნა დარჩა გასაკეთებელი. ნახშირბადის მონოქსიდს (CO) უფრო დიდი მიდრეკილება აქვს ჰემოგლობინის მიმართ, ვიდრე ნახშირორჟანგი (CO2) და ჟანგბადი. სწორედ ამიტომ არის ნახშირბადის მონოქსიდით მოწამვლა ასე საშიში: ჰემოგლობინთან სტაბილური კავშირის ფორმირებით ნახშირბადის მონოქსიდი ბლოკავს გაზის ნორმალური ტრანსპორტირების შესაძლებლობას და რეალურად „ახშობს“ სხეულს. დიდი ქალაქების მაცხოვრებლები მუდმივად ისუნთქებენ ნახშირბადის მონოქსიდის მომატებულ კონცენტრაციას. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ სრულფასოვანი სისხლის წითელი უჯრედების საკმარისი რაოდენობაც კი ნორმალური სისხლის მიმოქცევის პირობებში ვერ ასრულებს სატრანსპორტო ფუნქციებს. აქედან მომდინარეობს საცობებში შედარებით ჯანმრთელი ადამიანების სისუსტე და ინფარქტი.

• < უკან