Структурно-функциональная единица легких

Учебные материалы по биологии / Строение и функции зубов, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой и нервной системы, печени, почек и легких / Структурно-функциональная единица легких

Страница 1

Ацинус (легочный мешочек) - структурная единица легких, состоящая из дыхательной бронхиолы, альвеолярных ходов и альвеол.

В ацинусе осуществляется основная функция легкого - газообмен.

Газообмен - обмен газов между организмом и внешней средой, т. е дыхание. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество др. газообразных продуктов обмена веществ.

Кислород, поступающий в ткани, используется для окисления продуктов, образующихся в итоге длинной цепи химических превращений углеводов, жиров и белков. При этом образуются CO2, вода, азотистые соединения и освобождается энергия, используемая для поддержания температуры тела и выполнения работы. Количество образующегося в организме и в конечном итоге выделяющегося из него СО2 зависит не только от количества потребляемого О2, но и от того, что преимущественно окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма СО2 к поглощённому за то же время О2 называется дыхательным коэффициентом, который равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов. Количество энергии, освобождающееся на 1 л потребленного О2 (калорический эквивалент кислорода), равно 20,9 кдж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кдж (4,7 ккал) при окислении жиров. По потреблению О2 в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии.

Физиологическое значение газообмена состоит в том, что он является начальным и конечным звеном цепи реакций обмена веществ и энергии организма, обеспечивая тем самым возможность его жизнедеятельности. Механизмы газообмена у человека и организмов, обладающих легочным дыханием, включают внешнее (легочное) дыхание, обеспечивающее активный обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, между альвеолярным воздухом и кровью; связывание кислорода кровью и перенос его к тканям; диффузию кислорода из крови в межтканевую жидкость; тканевое дыхание. Аналогично (только в обратном направлении) происходит газообмен углекислого газа.

Парциальное давление кислорода в воздухе, заполняющем альвеолы легких, равно 100 мм рт. ст., а его напряжение в венозной крови, притекающей к легким, составляет около 40 мм рт. ст. Вследствие разности парциального давления кислород из альвеол направляется в кровь, где связывается с гемоглобином эритроцитов, а затем переходит из крови в ткани и включается в цикл метаболических процессов.

Парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе составляет 40 мм рт. ст., а его напряжение в притекающей к легким венозной крови достигает 48 мм рт. ст. Вследствие разности давлений углекислый газ переходит в альвеолы, а в избытке содержащийся в тканях углекислый газ переходит в кровь и переносится затем в легкие. Процесс газообмена происходит непрерывно, пока существует разность парциальных давлений и напряжений газов в каждой из сред, участвующих в газообмене.

Контроль за составом вдыхаемого и выдыхаемого альвеолярного воздуха в различных условиях жизнедеятельности осуществляют с помощью различных методов газового анализа. Величина газообмена является показателем интенсивности окислительных процессов в тканях. Для оценки интенсивности газообмена определяют количество кислорода, использованного организмом за определенное время, и количество углекислого газа, выделенного организмом за это же время. Эти данные используют для характеристики процессов теплообразования в организме с помощью метода непрямой калориметрии.

Об уровне газообмена можно судить и по величине минутной вентиляции легких. При спокойном дыхании через легкие проходит около 8000 мл воздуха в 1 мин. При физическом и эмоциональном напряжении, различных заболеваниях, сопровождающихся усилением окислительных процессов в тканях, например, при гиперфункции щитовидной железы, легочная вентиляция возрастает. Газообмен между тканями и кровью, кровью и легкими, легкими и окружающей средой может нарушаться при различных заболеваниях легких, сердечно-сосудистой системы, крови. Следствием таких нарушений газообмена является гипоксия - кислородное голодание тканей. В условиях разреженного воздуха, например, при подъеме на высоту св.3000 м, где парциальное давление кислорода значительно понижено, также наблюдаются гипоксия и гипокапния.