Внатрешно дишење и транспорт на гас. Поглавје IV. Дишење Промени во составот на вдишениот и издишаниот воздух
Значењето на дишењето
Дишењето е витален процес на постојана размена на гасови помеѓу телото и неговата околина. Во процесот на дишење, едно лице апсорбира кислород од околината и ослободува јаглерод диоксид.
Речиси сите сложени реакции на трансформација на супстанции во телото бараат учество на кислород. Без кислород, метаболизмот е невозможен, а неопходно е постојано снабдување со кислород за да се зачува животот. Во клетките и ткивата, како резултат на метаболизмот, се формира јаглерод диоксид, кој мора да се отстрани од телото. Акумулирањето на значителни количини на јаглерод диоксид во телото е опасно. Јаглерод диоксидот се носи со крвта до органите за дишење и се издишува. Кислородот што влегува во респираторните органи за време на вдишувањето, дифузира во крвта и се доставува до органите и ткивата преку крвта.
Во човечкото и животинското тело нема резерви на кислород и затоа неговото континуирано снабдување во телото е витална потреба. Ако некое лице, во неопходни случаи, може да живее без храна повеќе од еден месец, без вода до 10 дена, тогаш во отсуство на кислород, неповратните промени се случуваат во рок од 5-7 минути.
Состав на вдишан, издишан и алвеоларен воздух
Со наизменично вдишување и издишување, лицето ги вентилира белите дробови, одржувајќи релативно константен состав на гас во пулмоналните везикули (алвеоли). Едно лице дише атмосферски воздух со висока содржина на кислород (20,9%) и ниска содржина на јаглерод диоксид (0,03%), а издишува воздух во кој има 16,3% кислород и 4% јаглерод диоксид (Табела 8).
Составот на алвеоларниот воздух значително се разликува од составот на атмосферскиот, вдишан воздух. Содржи помалку кислород (14,2%) и голема количина јаглерод диоксид (5,2%).
Азотот и инертните гасови кои го сочинуваат воздухот не учествуваат во дишењето, а нивната содржина во вдишениот, издишаниот и алвеоларниот воздух е речиси иста.
Зошто издишаниот воздух содржи повеќе кислород од алвеоларниот воздух? Ова се објаснува со фактот дека кога издишувате, воздухот што се наоѓа во органите за дишење, во дишните патишта, се меша со алвеоларниот воздух.
Парцијален притисок и напнатост на гасовите
Во белите дробови, кислородот од алвеоларниот воздух поминува во крвта, а јаглеродниот диоксид од крвта влегува во белите дробови. Преминот на гасовите од воздух во течност и од течност во воздух се јавува поради разликата во парцијалниот притисок на овие гасови во воздухот и течноста. Парцијалниот притисок е дел од вкупниот притисок што го зема учеството на даден гас во гасната смеса. Колку е поголем процентот на гас во смесата, толку е соодветно поголем неговиот парцијален притисок. Атмосферскиот воздух, како што е познато, е мешавина од гасови. Атмосферски воздушен притисок 760 mm Hg. чл. Парцијалниот притисок на кислородот во атмосферскиот воздух е 20,94% од 760 mm, односно 159 mm; азот - 79,03% од 760 mm, односно околу 600 mm; Во атмосферскиот воздух има малку јаглерод диоксид - 0,03%, затоа неговиот парцијален притисок е 0,03% од 760 mm - 0,2 mm Hg. чл.
За гасови растворени во течност, се користи терминот „напон“, што одговара на терминот „делумен притисок“ што се користи за слободни гасови. Напнатоста на гасот се изразува во истите единици како притисокот (во mmHg). Ако парцијалниот притисок на гасот во околината е поголем од напонот на тој гас во течноста, тогаш гасот се раствора во течноста.
Парцијалниот притисок на кислородот во алвеоларниот воздух е 100-105 mm Hg. Арт., а во крвта што тече во белите дробови тензијата на кислородот е во просек 60 mm Hg. Уметност, затоа, во белите дробови, кислородот од алвеоларниот воздух поминува во крвта.
Движењето на гасовите се случува според законите на дифузија, според кои гасот се шири од медиум со висок парцијален притисок до медиум со помал притисок.
Размена на гасови во белите дробови
Преминот на кислород од алвеоларниот воздух во крвта во белите дробови и протокот на јаглерод диоксид од крвта во белите дробови ги почитуваат законите опишани погоре.
Благодарение на работата на големиот руски физиолог Иван Михајлович Сеченов, стана можно да се проучи гасовиот состав на крвта и условите за размена на гасови во белите дробови и ткивата.
Размената на гасови во белите дробови се јавува помеѓу алвеоларниот воздух и крвта со дифузија. Алвеолите на белите дробови се испреплетени со густа мрежа од капилари. Ѕидовите на алвеолите и капиларите се многу тенки, што го олеснува навлегувањето на гасовите од белите дробови во крвта и обратно. Размената на гас зависи од големината на површината низ која дифузираат гасовите и разликата во парцијалниот притисок (напнатоста) на дифузните гасови. Со длабок здив алвеолите се протегаат, а нивната површина достигнува 100-105 м2. Површината на капиларите во белите дробови е исто така голема. Постои и доволна разлика помеѓу парцијалниот притисок на гасовите во алвеоларниот воздух и напнатоста на овие гасови во венската крв (Табела 9).
Од Табела 9 следува дека разликата помеѓу напнатоста на гасовите во венската крв и нивниот парцијален притисок во алвеоларниот воздух е 110 - 40 = 70 mm Hg за кислород. Уметност, а за јаглерод диоксид 47 - 40 = 7 mm Hg. чл.
Експериментално, беше можно да се утврди дека со разлика во тензијата на кислородот од 1 mm Hg. чл. кај возрасен во мирување, 25-60 ml кислород може да навлезат во крвта за 1 минута. На лице во мирување му требаат приближно 25-30 ml кислород во минута. Затоа, разликата во притисокот на кислородот е 70 mmHg. Уметноста е доволна за да му обезбеди на телото кислород под различни услови на неговата активност: за време на физичка работа, спортски вежби итн.
Стапката на дифузија на јаглерод диоксид од крвта е 25 пати поголема од онаа на кислородот, затоа, со разлика во притисокот од 7 mm Hg. Уметност, јаглерод диоксидот има време да се ослободи од крвта.
Пренос на гасови со крв
Крвта носи кислород и јаглерод диоксид. Во крвта, како и во секоја течност, гасовите можат да бидат во две состојби: физички растворени и хемиски врзани. И кислородот и јаглерод диоксидот се раствораат во многу мали количини во крвната плазма. Повеќето кислород и јаглерод диоксид се транспортираат во хемиски врзана форма.
Главниот носител на кислород е хемоглобинот во крвта. 1 g хемоглобин врзува 1,34 ml кислород. Хемоглобинот има способност да се комбинира со кислород, формирајќи оксихемоглобин. Колку е поголем парцијалниот притисок на кислородот, толку повеќе се формира оксихемоглобин. Во алвеоларниот воздух парцијалниот притисок на кислородот е 100-110 mm Hg. чл. Во такви услови, 97% од хемоглобинот во крвта се врзува за кислород. Крвта носи кислород до ткивата во форма на оксихемоглобин. Овде парцијалниот притисок на кислородот е низок, а оксихемоглобинот - кревко соединение - ослободува кислород, кој го користат ткивата. Врзувањето на кислородот со хемоглобинот е исто така под влијание на напнатоста на јаглерод диоксид. Јаглерод диоксидот ја намалува способноста на хемоглобинот да го врзува кислородот и промовира дисоцијација на оксихемоглобинот. Зголемувањето на температурата ја намалува и способноста на хемоглобинот да го врзува кислородот. Познато е дека температурата во ткивата е повисока отколку во белите дробови. Сите овие состојби помагаат да се дисоцира оксихемоглобинот, како резултат на што крвта го ослободува кислородот ослободен од хемиското соединение во ткивната течност.
Својството на хемоглобинот да го врзува кислородот е од витално значење за телото. Понекогаш луѓето умираат од недостаток на кислород во телото, опкружено со најчист воздух. Ова може да му се случи на лице кое се наоѓа во услови со низок притисок (на голема надморска височина), каде што тенката атмосфера има многу низок парцијален притисок на кислород. На 15 април 1875 година, балонот Зенит, со тројца балонисти на одборот, достигна височина од 8000 m Кога балонот слета, само едно лице остана живо. Причината за смртта е нагло намалување на парцијалниот притисок на кислородот на голема надморска височина. На големи надморски височини (7-8 км), артериската крв во својот гасен состав се приближува до венската крв; сите ткива на телото почнуваат да доживуваат акутен недостаток на кислород, што доведува до сериозни последици. Качувањето на надморска височина над 5000 m обично бара употреба на специјални уреди за кислород.
Со посебен тренинг, телото може да се прилагоди на ниската содржина на кислород во атмосферскиот воздух. Дишењето на тренираното лице се продлабочува, бројот на црвени крвни зрнца во крвта се зголемува поради нивното зголемено формирање во хематопоетските органи и нивното снабдување од депото на крв. Покрај тоа, срцевите контракции се зголемуваат, што доведува до зголемување на минутен волумен на крв.
Коморите за притисок се широко користени за обука.
Јаглерод диоксидот го носи крвта во форма на хемиски соединенија - натриум и калиум бикарбонати. Врзувањето на јаглерод диоксид и неговото ослободување во крвта зависи од неговата напнатост во ткивата и крвта.
Покрај тоа, хемоглобинот во крвта е вклучен во трансферот на јаглерод диоксид. Во ткивните капилари, хемоглобинот влегува во хемиска комбинација со јаглерод диоксид. Во белите дробови, ова соединение се распаѓа и ослободува јаглерод диоксид. Околу 25-30% од јаглеродниот диоксид ослободен во белите дробови го носи хемоглобинот.
Кога ја средував косата, салонот ме советуваше да купам Rinfoltil, го најдов од овие момци. витамини.com.ua.
Сите добро знаеме дека без воздух, ниту едно живо суштество не може да живее на земјата. Воздухот е од витално значење за сите нас. Сите, од деца до возрасни, знаат дека е невозможно да се преживее без воздух, но не секој знае што е воздух и од што се состои. Значи, воздухот е мешавина од гасови кои не можат да се видат ниту да се допрат, но сите добро знаеме дека е околу нас, иако практично тоа не го забележуваме. За да спроведете истражување од различни видови, вклучително и, можете во нашата лабораторија.
Воздухот го чувствуваме само кога чувствуваме силен ветер или сме во близина на вентилатор. Од што се состои воздухот од азот и кислород, а само мал дел од аргон, вода, водород и јаглерод диоксид? Ако го земеме предвид составот на воздухот во проценти, тогаш азот е 78,08 проценти, кислород 20,94 проценти, аргон 0,93 проценти, јаглерод диоксид 0,04 проценти, неон 1,82 * 10-3 проценти, хелиум 4,6 * 10-4 проценти, метан 1,7 * 10 4 отсто, криптон 1,14*10-4 отсто, водород 5*10-5 отсто, ксенон 8,7*10-6 отсто, азотен оксид 5*10-5 отсто.
Содржината на кислород во воздухот е многу висока, бидејќи кислородот е неопходен за функционирањето на човечкото тело. Кислородот, кој се забележува во воздухот при дишењето, влегува во клетките на човечкото тело и учествува во процесот на оксидација, како резултат на што се ослободува енергијата потребна за живот. Исто така, кислородот, кој е присутен во воздухот, е потребен за согорување на горивото кое произведува топлина, како и за производство на механичка енергија кај моторите со внатрешно согорување.
Исто така, инертните гасови се извлекуваат од воздухот за време на втечнување. Колку кислород има во воздухот, ако го гледате како процент, тогаш кислородот и азот во воздухот се 98 проценти. Знаејќи го одговорот на ова прашање, се поставува друго прашање, кои гасовити материи се вклучени во воздухот.
Така, во 1754 година, научникот по име Џозеф Блек потврди дека воздухот се состои од мешавина на гасови, а не од хомогена супстанција како што се мислеше. Составот на воздухот на земјата вклучува метан, аргон, јаглерод диоксид, хелиум, криптон, водород, неон и ксенон. Вреди да се напомене дека процентот на воздух може малку да варира во зависност од тоа каде живеат луѓето.
За жал, во големите градови процентот на јаглерод диоксид ќе биде поголем отколку, на пример, во селата или шумите. Се поставува прашањето колкав процент на кислород има во воздухот во планините. Одговорот е едноставен.
Ниво на кислород во воздухот
Значи, во однос на односот на кислородот во воздухот, постојат одредени стандарди, на пример, за работната површина. За да може човекот целосно да работи, нивото на кислород во воздухот е од 19 до 23 проценти. Кога работите со опрема во претпријатијата, императив е да се следи затегнатоста на уредите, како и разни машини. Ако при тестирање на воздухот во просторијата каде што работат луѓето, нивото на кислород е под 19 проценти, тогаш е императив да ја напуштите просторијата и да ја вклучите вентилацијата за итни случаи. Можете да го контролирате нивото на кислород во воздухот на работното место со поканување на лабораторијата и истражувањето EcoTestExpress.
Ајде сега да дефинираме што е кислород
Кислородот е хемиски елемент во периодниот систем на елементи на Менделеев, кислородот нема мирис, нема вкус, нема боја. Кислородот во воздухот е исклучително неопходен за човечкото дишење, како и за согорување, бидејќи не е тајна дека ако нема воздух, тогаш нема да изгорат никакви материјали. Кислородот содржи мешавина од три стабилни нуклиди, чиј масен број е 16, 17 и 18.
Значи, кислородот е најчестиот елемент на земјата, што се однесува до процентот, најголемиот процент на кислород се наоѓа во силикатите, што е околу 47,4 проценти од масата на цврстата земјина кора. Исто така, морето и слатките води на целата земја содржат огромно количество кислород, поточно 88,8 отсто, а за количината на кислород во воздухот е само 20,95 отсто. Исто така, треба да се забележи дека кислородот е дел од повеќе од 1.500 соединенија во земјината кора.
Што се однесува до производството на кислород, тој се добива со одвојување на воздухот на ниски температури. Овој процес се случува вака: прво, воздухот се компресира со помош на компресор кога е компресиран, воздухот почнува да се загрева; Компресираниот воздух се остава да се излади до собна температура, а по ладењето се остава слободно да се прошири.
Кога ќе се појави експанзија, температурата на гасот почнува нагло да опаѓа откако воздухот ќе се олади, неговата температура може да биде неколку десетици степени под собната температура, таквиот воздух повторно е подложен на компресија и ослободената топлина се отстранува. По неколку фази на компресирање и ладење на воздухот, се вршат низа други процедури, како резултат на што се одвојува чист кислород без никакви нечистотии.
И тука се поставува друго прашање: што е потешко: кислород или јаглерод диоксид. Одговорот е едноставно, секако, јаглеродниот диоксид ќе биде потежок од кислородот. Густината на јаглерод диоксид е 1,97 kg/m3, но густината на кислородот, пак, е 1,43 kg/m3. Што се однесува до јаглерод диоксидот, излегува дека тој игра една од главните улоги во животот на целиот живот на земјата, а исто така има влијание и на јаглеродниот циклус во природата. Докажано е дека јаглеродниот диоксид е вклучен во регулирањето на дишењето, како и во циркулацијата на крвта.
Нарачајте бесплатна консултација со екологист
Што е јаглерод диоксид?
Сега да дефинираме подетално што е јаглерод диоксид, а исто така да го означиме составот на јаглерод диоксид. Значи, јаглерод диоксидот со други зборови е јаглерод диоксид, тој е безбоен гас со малку кисел мирис и вкус. Што се однесува до воздухот, концентрацијата на јаглерод диоксид во него е 0,038 проценти. Физичките својства на јаглерод диоксидот се во тоа што тој не постои во течна состојба при нормален атмосферски притисок, туку преминува директно од цврста во гасовита состојба.
Јаглерод диоксидот во цврста форма се нарекува и сув мраз. Денес, јаглерод диоксидот е учесник во глобалното затоплување. Јаглеродниот диоксид се произведува со согорување на различни материи. Вреди да се напомене дека за време на индустриското производство на јаглерод диоксид се пумпа во цилиндри. Јаглерод диоксидот што се пумпа во цилиндри се користи како противпожарни апарати, како и за производство на газирана вода, а се користи и во пневматско оружје. А исто така и во прехранбената индустрија како конзерванс.
Состав на вдишан и издишан воздух
Сега да го погледнеме составот на вдишениот и издишаниот воздух. Прво, да дефинираме што е дишење. Дишењето е сложен, континуиран процес преку кој гасниот состав на крвта постојано се обновува. Составот на вдишениот воздух е 20,94 отсто кислород, 0,03 отсто јаглерод диоксид и 79,03 отсто азот. Но, составот на издишаниот воздух е само 16,3 отсто кислород, дури 4 отсто јаглерод диоксид и 79,7 отсто азот.
Може да забележите дека вдишениот воздух се разликува од издишаниот воздух по содржината на кислород, како и по количината на јаглерод диоксид. Тоа се супстанциите што го сочинуваат воздухот што го дишеме и издишуваме. Така, нашето тело е заситено со кислород и го ослободува целиот непотребен јаглерод диоксид надвор.
Сувиот кислород ги подобрува електричните и заштитните својства на филмовите поради отсуството на вода, како и нивното набивање и намалување на волуменското полнење. Исто така, сувиот кислород во нормални услови не може да реагира со злато, бакар или сребро. За да спроведете хемиска анализа на воздухот или други лабораториски истражувања, вклучително, можете да го направите во нашата лабораторија EcoTestExpress.
Воздухот е атмосферата на планетата на која живееме. И секогаш го имаме прашањето што е вклучено во воздухот, одговорот е едноставно збир на гасови, како што веќе беше опишано погоре кои гасови се во воздухот и во која пропорција. Што се однесува до содржината на гасови во воздухот, сè е лесно и едноставно, процентуалниот сооднос за речиси сите области на нашата планета е ист.
Состав и својства на воздухот
Воздухот се состои не само од мешавина на гасови, туку и од разни аеросоли и пареи. Процентуалниот состав на воздухот е односот на азот, кислород и други гасови во воздухот. Значи, колку кислород има во воздухот, едноставниот одговор е само 20 проценти. Составот на компонентата на гасот, како и за азот, содржи лавовски дел од целиот воздух, а вреди да се напомене дека при висок притисок азотот почнува да има наркотични својства.
Ова не е од мала важност, бидејќи кога работат нуркачите, тие често мора да работат на длабочини под огромен притисок. Многу е кажано за кислородот бидејќи тој е од големо значење за човечкиот живот на нашата планета. Вреди да се напомене дека вдишувањето воздух со зголемен кислород за краток период нема штетно влијание врз самата личност.
Но, ако некое лице вдишува воздух со зголемено ниво на кислород долго време, тоа ќе доведе до патолошки промени во телото. Друга главна компонента на воздухот, за која веќе е кажано многу, е јаглерод диоксидот, бидејќи излегува дека човекот не може да живее без него, како и без кислород.
Да немаше воздух на земјата, тогаш ниту еден жив организам не би можел да живее на нашата планета, а уште помалку некако да функционира. За жал, во современиот свет, огромен број индустриски капацитети кои го загадуваат нашиот воздух во последно време сè повеќе бараат потреба од заштита на животната средина, како и следење на чистотата на воздухот. Затоа, треба да правите чести мерења на воздухот за да одредите колку е чист. Доколку ви се чини дека воздухот во вашата соба не е доволно чист и тоа се должи на надворешни фактори, секогаш можете да ја контактирате лабораторијата EcoTestExpress, која ќе ги спроведе сите потребни тестови (истражувања) и ќе даде заклучок за чистотата на воздухот што го вдишувате.
Обичниот атмосферски воздух, погоден за дишење на луѓе и други живи суштества, е повеќекомпонентна мешавина на гасови. Главниот дел од неговиот волумен е азот, чие учество достигнува приближно 78%. На второ место во однос на овој индикатор е кислородот, кој сочинува околу 21% од волуменот на воздухот. Така, вкупно овие два гаса сочинуваат околу 99% од волуменот на воздухот.Останатите 1-1,5% од волуменот се претежно аргон и јаглерод диоксид, како и мали количини на други гасови - неон, хелиум, ксенон и други. Во исто време, учеството на јаглерод диоксид во обичниот атмосферски воздух кој не е подложен на никакво влијание е најчесто околу 0,3% по волумен.
Издишен воздух
Во исто време, составот на воздухот, кој се добива како резултат на човечкиот респираторен процес, значително се разликува од оригиналниот во содржината на голем број елементи. Така, познато е дека во процесот на дишење човечкото тело троши кислород, па природно е дека неговата количина во издишаниот воздух е значително помала отколку во вдишениот воздух. Ако почетниот состав на воздухот содржел околу 21% кислород, тогаш издишаниот воздух ќе содржи само околу 15,4%.
Друга значајна промена што се јавува во воздухот за време на дишењето се однесува на содржината на јаглерод диоксид. Значи, ако во воздухот што влегува во човечкото тело неговата содржина обично не надминува 0,3% од волуменот, тогаш во воздухот што го напушта телото волуменот на јаглерод диоксид достигнува 4%. Ова се должи на фактот дека за време на функционирањето на човечкото тело неговите органи и ткива испуштаат јаглерод диоксид, кој се елиминира за време на дишењето. Но, содржината на други гасови во издишаниот воздух практично не се менува во однос на оригиналот. Ова се должи на фактот дека за човечкото тело тие се инертни, односно не комуницираат со него на кој било начин - не се апсорбираат или излачуваат.
Вреди да се има на ум дека воздухот што го издишува лицето го менува не само неговиот состав, туку и некои физички карактеристики. Неговата температура се приближува до температурата на човечкото тело, која вообичаено е 36,6°C. Така, ако човек вдишува ладен воздух, температурата ќе му се зголеми, а ако вдишува топол, температурата ќе му се намали. Покрај тоа, издишаниот воздух обично има повисоко ниво на влажност во споредба со вдишениот воздух.
Дадени во табелата. 1.1 составот на атмосферскиот воздух претрпува различни промени во затворените простори. Прво, процентуалната содржина на поединечни суштински компоненти се менува и, второ, се појавуваат дополнителни нечистотии кои не се карактеристични за чист воздух. Во овој став ќе зборуваме за промени во составот на гасот и неговите дозволени отстапувања од нормалата.
Најважните гасови за човечкиот живот се кислородот и јаглерод диоксидот, кои учествуваат во размената на гасови помеѓу луѓето и околината. Оваа размена на гасови се јавува главно во човечките бели дробови за време на дишењето. Размената на гасови што се случува низ површината на кожата е приближно 100 пати помала отколку преку белите дробови, бидејќи површината на возрасното човечко тело е приближно 1,75 m2, а површината на алвеолите на белите дробови е околу 200 m2. Процесот на дишење е придружен со формирање на топлина во човечкото тело во количина од 4,69 до 5,047 (во просек 4,879) kcal на 1 литар апсорбиран кислород (претворен во јаглерод диоксид). Треба да се напомене дека само мал дел од кислородот содржан во вдишениот воздух се апсорбира (приближно 20%). Значи, ако атмосферскиот воздух содржи приближно 21% кислород, тогаш воздухот што го издишува човекот ќе содржи околу 17%. Вообичаено, количината на издишан јаглерод диоксид е помала од количината на апсорбиран кислород. Односот на волумените на јаглерод диоксид што го испушта човекот и кислородот што се апсорбира се нарекува респираторен коефициент (RQ), кој обично се движи од 0,71 до 1. Меѓутоа, ако некое лице е во состојба на силна возбуда или врши многу напорна работа , RQ може да биде дури и поголем од еден.
Количината на кислород што му е потребна на човекот за одржување на нормалните животни функции главно зависи од интензитетот на работата што ја извршува и се одредува според степенот на нервната и мускулната напнатост. Апсорпцијата на кислород во крвта најдобро се случува при парцијален притисок од околу 160 mmHg. Арт., кој при атмосферски притисок од 760 mm Hg. чл. одговара на нормалниот процент на кислород во атмосферскиот воздух, односно 21%.
Поради способноста на човечкото тело да се прилагоди, нормалното дишење може да се забележи дури и со помали количини кислород.
Ако намалувањето на содржината на кислород во воздухот се јавува поради инертни гасови (на пример, азот), тогаш можно е значително намалување на количината на кислород - до 12%.
Сепак, во затворени простори, намалувањето на содржината на кислород е придружено не со зголемување на концентрацијата на инертни гасови, туку со акумулација на јаглерод диоксид. Под овие услови, максималната дозволена минимална содржина на кислород во воздухот треба да биде многу поголема. Обично, содржината на кислород од 17% по волумен се зема како норма за оваа концентрација. Општо земено, во затворени простори процентот на кислород никогаш не се намалува до оваа норма, бидејќи концентрацијата на јаглерод диоксид ја достигнува граничната вредност многу порано. Затоа, практично е поважно да се воспостават максимално дозволени стандарди за содржината на јаглерод диоксид наместо кислород во затворените простори.
Јаглерод диоксид CO2 е безбоен гас со слаб кисел вкус и мирис; тој е 1,52 пати потежок од воздухот и малку отровен. Акумулацијата на јаглерод диоксид во воздухот на затворените простори доведува до главоболки, вртоглавица, слабост, губење на чувствителност, па дури и губење на свеста.
Се верува дека количината на јаглерод диоксид во атмосферскиот воздух е 0,03% по волумен. Ова важи за руралните области. Во воздухот на големите индустриски центри неговата содржина е обично поголема. За пресметки се зема концентрација од 0,04%. Воздухот што го издишуваат луѓето содржи приближно 4% јаглерод диоксид.
Без никакви штетни последици за човечкото тело, концентрациите на јаглерод диоксид значително повисоки од 0,04% може да се толерираат во воздухот на затворените простори.
Максималната дозволена концентрација на јаглерод диоксид зависи од должината на престојот на луѓето во одреден затворен простор и од видот на нивното занимање. На пример, за затворените засолништа, при сместување на здрави луѓе во нив за период од не повеќе од 8 часа, норма од 2% може да се прифати како максимална дозволена концентрација на CO2. За краткотраен престој, оваа стапка може да се зголеми. Можноста човекот да се наоѓа во средина со високи концентрации на јаглерод диоксид се должи на способноста на човечкото тело да се прилагоди на различни услови. Кога концентрацијата на CO2 е повисока од 1%, лицето почнува да вдишува значително повеќе воздух. Така, при концентрација на CO2 од 3%, дишењето се удвојува дури и во мирување, што само по себе не предизвикува забележителни негативни последици при релативно краток престој на таков воздух. Ако некое лице престојува во просторија со концентрација на CO2 од 3% доволно долго (3 или повеќе дена), тој е изложен на ризик да ја изгуби свеста.
Кога луѓето остануваат во затворени простории долго време и кога луѓето вршат оваа или онаа работа, максималната дозволена концентрација на јаглерод диоксид треба да биде значително помала од 2%. Дозволено е да флуктуира од 0,1 до 1%. Содржината на јаглерод диоксид од 0,1% може да се смета за прифатлива за обични незапечатени простории на згради и објекти за различни намени. Пониска концентрација на јаглерод диоксид (околу 0,07-0,08) треба да се препише само за просториите на медицинските и детските установи.
Како што ќе биде јасно од следново, барањата за содржината на јаглерод диоксид во внатрешниот воздух на надземните згради обично лесно се исполнуваат доколку изворите на неговата емисија се луѓе. Прашањето е различно кога јаглеродниот диоксид се акумулира во производните капацитети како резултат на одредени технолошки процеси што се случуваат, на пример, во работилници за квасец, пиво и хидролиза. Во овој случај, 0,5% се зема како максимална дозволена концентрација на јаглерод диоксид.
Детално разгледавме како воздухот влегува во белите дробови. Сега да видиме што ќе се случи со него понатаму.
Циркулаторниот систем
Се решивме на фактот дека кислородот во атмосферскиот воздух влегува во алвеолите, од каде преку нивниот тенок ѕид, преку дифузија поминува во капиларите, заплеткувајќи ги алвеолите во густа мрежа. Капиларите се поврзуваат во пулмоналните вени, кои носат крв заситена со кислород до срцето, или поточно до неговата лева преткомора. Срцето работи како пумпа, пумпајќи крв низ телото. Од левата преткомора, оксигенираната крв ќе оди во левата комора, а од таму ќе патува низ системската циркулација, до органите и ткивата. Разменувајќи ги хранливите материи во капиларите на телото со ткивата, откажувајќи се од кислород и одземајќи јаглерод диоксид, крвта се собира во вените и влегува во десниот атриум на срцето, а системската циркулација е затворена. Од таму започнува мал круг.
Малиот круг започнува во десната комора, од каде што пулмоналната артерија носи крв за да се „полни“ со кислород во белите дробови, разгранувајќи ги и заплеткувајќи ги алвеолите со капиларна мрежа. Од тука повторно - по пулмоналните вени до левата преткомора и така натаму до бесконечност. За да ја замислите ефективноста на овој процес, замислете дека времето за целосна циркулација на крвта е само 20-23 секунди. Во тоа време, волуменот на крвта успева целосно да ја „циркулира“ и системската и пулмоналната циркулација.
За да се засити таквата активно променлива средина како крвта со кислород, мора да се земат предвид следниве фактори:
Количината на кислород и јаглерод диоксид во вдишениот воздух (состав на воздух)
Ефективноста на алвеоларната вентилација (контактната област каде што гасовите се разменуваат помеѓу крвта и воздухот)
Ефикасност на алвеоларната размена на гасови (ефикасност на супстанции и структури кои обезбедуваат контакт со крв и размена на гасови)
Состав на вдишан, издишан и алвеоларен воздух
Во нормални услови, човекот дише атмосферски воздух кој има релативно постојан состав. Секогаш има помалку кислород и повеќе јаглерод диоксид во издишаниот воздух. Алвеоларниот воздух содржи најмалку кислород и најмногу јаглерод диоксид. Разликата во составот на алвеоларниот и издишаниот воздух се објаснува со фактот дека вториот е мешавина од мртов вселенски воздух и алвеоларен воздух.
Алвеоларниот воздух е внатрешната гасна средина на телото. Составот на гас на артериската крв зависи од неговиот состав. Регулаторните механизми ја одржуваат константноста на составот на алвеоларниот воздух, кој при тивко дишење малку зависи од фазите на вдишување и издишување. На пример, содржината на CO2 на крајот на вдишувањето е само 0,2-0,3% помала отколку на крајот на издишувањето, бидејќи со секое вдишување се обновува само 1/7 од алвеоларниот воздух.
Покрај тоа, размената на гасови во белите дробови се случува континуирано, без оглед на фазите на вдишување или издишување, што помага да се изедначи составот на алвеоларниот воздух. Со длабоко дишење, поради зголемување на стапката на вентилација на белите дробови, се зголемува зависноста на составот на алвеоларниот воздух од вдишување и издишување. Мора да се запомни дека концентрацијата на гасовите „на оската“ на протокот на воздух и на неговата „страна“ исто така ќе се разликува: движењето на воздухот „по должината на оската“ ќе биде побрзо и составот ќе биде поблиску до составот на атмосферски воздух. Во областа на врвот на белите дробови, алвеолите се вентилираат помалку ефикасно отколку во долните делови на белите дробови во непосредна близина на дијафрагмата.
Алвеоларна вентилација
Размената на гасови помеѓу воздухот и крвта се случува во алвеолите. Сите други компоненти на белите дробови служат само за испорака на воздух до ова место. Затоа, не е важна вкупната количина на вентилација на белите дробови, туку количината на вентилација на алвеолите. Тоа е помало од вентилацијата на белите дробови за количината на вентилација на мртвиот простор. Значи, со минута волумен на дишење еднаков на 8000 ml и брзина на дишење од 16 во минута, вентилацијата на мртвиот простор ќе биде 150 ml x 16 = 2400 ml. Вентилацијата на алвеолите ќе биде еднаква на 8000 ml - 2400 ml = 5600 ml. Со истиот минутен респираторен волумен од 8000 ml и брзина на дишење од 32 во минута, вентилацијата на мртвиот простор ќе биде 150 ml x 32 = 4800 ml, а алвеоларната вентилација 8000 ml - 4800 ml = 3200 ml, т.е. ќе биде половина повеќе од првиот случај. ова имплицира прв практичен заклучок, ефективноста на алвеоларната вентилација зависи од длабочината и зачестеноста на дишењето.
Количината на вентилација на белите дробови се регулира од телото на таков начин што ќе обезбеди постојан гасен состав на алвеоларниот воздух. Така, со зголемување на концентрацијата на јаглерод диоксид во алвеоларниот воздух, минутен волумен на дишење се зголемува, а со намалување се намалува. Сепак, регулаторните механизми на овој процес не се наоѓаат во алвеолите. Длабочината и зачестеноста на дишењето ги регулира респираторниот центар врз основа на информации за количината на кислород и јаглерод диоксид во крвта.
Размена на гасови во алвеолите
Размената на гасови во белите дробови се јавува како резултат на дифузија на кислород од алвеоларниот воздух во крвта (околу 500 литри на ден) и јаглерод диоксид од крвта во алвеоларниот воздух (околу 430 литри дневно). Дифузијата се јавува поради разликата во притисокот на овие гасови во алвеоларниот воздух и во крвта.
Дифузија е взаемно навлегување на супстанциите што контактираат едни во други поради термичкото движење на честичките на супстанцијата. Дифузијата се јавува во насока на намалување на концентрацијата на супстанцијата и доведува до рамномерна дистрибуција на супстанцијата низ целиот волумен што го зафаќа. Така, намалената концентрација на кислород во крвта доведува до негово навлегување низ мембраната на воздушно-крвната (аерохематска) бариера, прекумерната концентрација на јаглерод диоксид во крвта доведува до негово ослободување во алвеоларниот воздух. Анатомски, воздушно-крвната бариера е претставена со пулмоналната мембрана, која, пак, се состои од капиларни ендотелијални клетки, две главни мембрани, сквамозен алвеоларен епител и слој од сурфактант. Дебелината на пулмоналната мембрана е само 0,4-1,5 микрони.
Сурфактант е сурфактант кој ја олеснува дифузијата на гасови. Повреда на синтезата на сурфактант од пулмоналните епителни клетки го прави процесот на дишење речиси невозможен поради нагло забавување на нивото на дифузија на гас.
Кислородот што влегува во крвта и јаглеродниот диоксид донесен од крвта може да бидат или растворени или хемиски врзани. Во нормални услови, толку мала количина од овие гасови се транспортира во слободна (растворена) состојба што може безбедно да се занемарат кога се проценуваат потребите на телото. За едноставност, ќе претпоставиме дека главната количина на кислород и јаглерод диоксид се транспортира во врзана состојба.
Транспорт на кислород
Кислородот се транспортира во форма на оксихемоглобин. Оксихемоглобинот е комплекс од хемоглобин и молекуларен кислород.
Хемоглобинот се наоѓа во црвените крвни зрнца - црвени крвни клетки. Под микроскоп, црвените крвни зрнца изгледаат како малку сплескана крофна. Оваа необична форма им овозможува на црвените крвни зрнца да комуницираат со околната крв на поголема површина од сферичните клетки (на телата со еднаков волумен, топката има минимална површина). И покрај тоа, црвените крвни зрнца се способни да се виткаат во цевка, да се стегаат во тесен капилар и да допрат до најоддалечените агли на телото.
Само 0,3 ml кислород се раствораат во 100 ml крв на телесна температура. Кислородот, растворувајќи се во крвната плазма на капиларите на пулмоналната циркулација, дифузира во црвените крвни зрнца и веднаш се врзува со хемоглобинот, формирајќи оксихемоглобин, во кој кислородот е 190 ml/l. Стапката на врзување на кислородот е висока - времето на апсорпција на дифузниот кислород се мери во илјадити делови од секундата. Во капиларите на алвеолите со соодветна вентилација и снабдување со крв, речиси целиот хемоглобин од влезната крв се претвора во оксихемоглобин. Но, самата стапка на дифузија на гасовите „напред и назад“ е многу побавна од брзината на врзување на гасовите.
ова имплицира втор практичен заклучок: за размена на гасови да продолжи успешно, воздухот мора да „прима паузи“, при што концентрацијата на гасови во алвеоларниот воздух и крвта што тече успева да се изедначи, односно мора да има пауза помеѓу вдишувањето и издишувањето.
Конверзијата на редуцираниот (без кислород) хемоглобин (деоксихемоглобин) во оксидиран (кои содржи кислород) хемоглобин (оксихемоглобин) зависи од содржината на растворениот кислород во течниот дел од крвната плазма. Покрај тоа, механизмите за асимилација на растворениот кислород се многу ефикасни.
На пример, искачувањето на висина од 2 km надморска височина е придружено со намалување на атмосферскиот притисок од 760 на 600 mm Hg. Арт., парцијален притисок на кислород во алвеоларниот воздух од 105 до 70 mm Hg. Уметност., а содржината на оксихемоглобин се намалува само за 3%. И, и покрај намалувањето на атмосферскиот притисок, ткивата продолжуваат успешно да се снабдуваат со кислород.
Во ткивата на кои им е потребен многу кислород за нормално функционирање (работни мускули, црн дроб, бубрези, ткива на жлездата), оксихемоглобинот многу активно, понекогаш речиси целосно, „се откажува“ од кислородот. Во ткивата во кои интензитетот на оксидативните процеси е низок (на пример, во масното ткиво), најголемиот дел од оксихемоглобинот не се „откажува“ од молекуларниот кислород - нивото
оксихемоглобинската дисоцијација е ниска. Преминот на ткивата од состојба на мирување во активна состојба (контракција на мускулите, секреција на жлездата) автоматски создава услови за зголемување на дисоцијацијата на оксихемоглобинот и зголемување на снабдувањето со кислород до ткивата.
Способноста на хемоглобинот да „држи“ кислород (афинитетот на хемоглобинот за кислород) се намалува со зголемување на концентрациите на јаглерод диоксид (Боров ефект) и водородни јони. Зголемувањето на температурата има сличен ефект врз дисоцијацијата на оксихемоглобинот.
Оттука, станува лесно да се разбере како природните процеси се меѓусебно поврзани и избалансирани едни на други. Промените во способноста на оксихемоглобинот да го задржува кислородот се од големо значење за обезбедување на снабдување со кислород до ткивата. Во ткивата во кои интензивно се случуваат метаболички процеси, концентрацијата на јаглерод диоксид и водородни јони се зголемува, а температурата се зголемува. Ова го забрзува и олеснува ослободувањето на кислород од хемоглобинот и го олеснува текот на метаболичките процеси.
Скелетните мускулни влакна содржат миоглобин, кој е сличен на хемоглобинот. Има многу висок афинитет за кислород. Имајќи „зграпчено“ молекула на кислород, таа повеќе нема да ја ослободува во крвта.
Количината на кислород во крвта
Максималната количина на кислород што крвта може да ја врзе кога хемоглобинот е целосно заситен со кислород се нарекува кислороден капацитет на крвта. Кислородниот капацитет на крвта зависи од содржината на хемоглобинот во неа.
Во артериската крв, содржината на кислород е само малку (3-4%) помала од кислородниот капацитет на крвта. Во нормални услови, 1 литар артериска крв содржи 180-200 ml кислород. Дури и во случаи кога, под експериментални услови, едно лице дише чист кислород, неговата количина во артериската крв практично одговара на капацитетот на кислород. Во споредба со дишењето со атмосферски воздух, количината на пренесен кислород малку се зголемува (за 3-4%).
Венската крв во мирување содржи околу 120 ml/l кислород. Така, додека крвта тече низ ткивните капилари, таа не го испушта целиот свој кислород.
Делот од кислородот што го апсорбираат ткивата од артериската крв се нарекува коефициент на искористување на кислородот. За да го пресметате, поделете ја разликата во содржината на кислород во артериската и венската крв со содржината на кислород во артериската крв и помножете се со 100.
На пример:
(200-120): 200 x 100 = 40%.
Во мирување, стапката на искористување на кислородот во телото се движи од 30 до 40%. Со интензивна мускулна работа се зголемува на 50-60%.
Транспорт на јаглерод диоксид
Јаглерод диоксидот се транспортира во крвта во три форми. Во венската крв, може да се открие околу 58 вол. % (580 ml/l) CO2, од кои само околу 2,5% по волумен е во растворена состојба. Некои од молекулите на CO2 се комбинираат со хемоглобинот во црвените крвни зрнца, формирајќи карбохемоглобин (приближно 4,5 вол.%). Преостанатата количина на CO2 е хемиски врзана и се содржи во форма на соли на јаглеродна киселина (приближно 51 вол.%).
Јаглерод диоксидот е еден од најчестите продукти на хемиските метаболички реакции. Постојано се формира во живите клетки и оттаму се дифундира во крвта на ткивните капилари. Во црвените крвни зрнца се комбинира со вода и формира јаглеродна киселина (C02 + H20 = H2C03).
Овој процес е катализиран (забрзан дваесет илјади пати) од ензимот јаглеродна анхидраза. Јаглеродната анхидраза се наоѓа во еритроцитите, таа не се наоѓа во крвната плазма. Така, процесот на комбинирање на јаглерод диоксид со вода се случува речиси исклучиво во црвените крвни зрнца. Но, ова е реверзибилен процес кој може да ја промени својата насока. Во зависност од концентрацијата на јаглерод диоксид, јаглеродната анхидраза го катализира и формирањето на јаглеродна киселина и неговото разградување во јаглерод диоксид и вода (во капиларите на белите дробови).
Благодарение на овие процеси на врзување, концентрацијата на CO2 во еритроцитите е мала. Затоа, се повеќе и повеќе нови количини на CO2 продолжуваат да се дифузираат во црвените крвни зрнца. Акумулацијата на јони во еритроцитите е придружена со зголемување на осмотскиот притисок во нив, како резултат на тоа, количината на вода во внатрешната средина на еритроцитите се зголемува. Затоа, волуменот на црвените крвни зрнца во капиларите на системската циркулација малку се зголемува.
Хемоглобинот има поголем афинитет за кислород отколку за јаглерод диоксид, затоа, во услови на зголемен парцијален притисок на кислород, карбохемоглобинот прво се претвора во деоксихемоглобин, а потоа во оксихемоглобин.
Покрај тоа, кога оксихемоглобинот се претвора во хемоглобин, се зголемува способноста на крвта да го врзува јаглерод диоксидот. Овој феномен се нарекува ефект на Халдан. Хемоглобинот служи како извор на калиумови катјони (К+), неопходни за врзување на јаглеродна киселина во форма на соли на јаглерод диоксид - бикарбонати.
Значи, во црвените крвни зрнца на ткивните капилари се формира дополнителна количина на калиум бикарбонат, како и карбохемоглобин. Во оваа форма, јаглерод диоксидот се пренесува во белите дробови.
Во капиларите на пулмоналната циркулација, концентрацијата на јаглерод диоксид се намалува. СО2 се одвојува од карбохемоглобинот. Во исто време, се формира оксихемоглобин и се зголемува неговата дисоцијација. Оксихемоглобинот го менува калиумот од бикарбонати. Јаглеродната киселина во еритроцитите (во присуство на јаглеродна анхидраза) брзо се разградува на H20 и CO2. Кругот е завршен.
Останува уште една забелешка за правење. Јаглерод моноксидот (CO) има поголем афинитет за хемоглобинот отколку јаглерод диоксидот (CO2) и од кислородот. Ова е причината зошто труењето со јаглерод моноксид е толку опасно: со формирањето стабилна врска со хемоглобинот, јаглерод моноксидот ја блокира можноста за нормален транспорт на гас и всушност го „гуши“ телото. Жителите на големите градови постојано вдишуваат зголемени концентрации на јаглерод моноксид. Ова води до фактот дека дури и доволен број на полноправни црвени крвни зрнца во услови на нормална циркулација на крвта не е во состојба да врши транспортни функции. Оттука и несвестицата и срцевите удари на релативно здравите луѓе во сообраќајниот метеж.
- < Назад