В каких сосудах происходит газообмен человека

Каждому человеку необходимо знать об особенностях работы своего организма. На все базовые вопросы, касающиеся анатомии, сложно ответить сразу. Поэтому сейчас вниманием будет затронут лишь один. И звучит он так: «В каких сосудах происходит газообмен?». Интересен не только вопрос, но еще и тема, к которой он относится, а потому сейчас следует рассмотреть ее чуть более подробно.

Вкратце о процессе

Перед тем как рассказать о том, в каких сосудах происходит газообмен, необходимо обсудить специфику самого процесса. Исходя из названия, можно понять, что так принято обозначать обмен газов между организмом и внешней средой.

Вам будет интересно:Сеньор – это… Значение слова и правописание

Процесс элементарен. В организм из окружающей среды поступает кислород (без перерывов), который потребляют все ткани, органы и клетки. А он, в свою очередь, обратно выделяет углекислый газ, образующийся в процессе, а также некоторые другие продукты метаболизма.

Данный процесс необходим практически для всех организмов. Потому что без него нормальный обмен веществ энергии не представляется возможным.

Капилляры легких

Вот в каких сосудах происходит газообмен. Хотя нельзя утверждать так однозначно, потому что функции газообмена, а также насыщение крови кислородом осуществляется при участии сосудов всего малого круга кровообращения.

У ветвей легочной артерии очень тонкие стенки. Вся сосудистая система очень податливая, растягивается она легко. В нее поступает довольно большой объем крови из правого желудочка (в минуту около 6 литров).

И это учитывая низкое давление в малом круге (примерно 15-22 мм рт.ст.). Обусловлен данный факт очень небольшим сопротивлением. Оно в десять раз меньше, чем в сосудах, относящихся к большому кругу кровообращения.

Особенности строения сосудов

Ни с чем нельзя сравнить сеть альвеолярных капилляров. И рассказывая о том, в каких сосудах происходит газообмен, просто нельзя не затронуть вниманием специфику их структуры. Особенности можно выделить в такой перечень:

• Капиллярные сегменты очень малы.
• Все они между собой обильно взаимосвязаны, вследствие чего образуется петлистая сеть.
• Отдельные капиллярные сегменты очень плотно заполняют все единицы площади альвеолярной поверхности.
• Скорость кровотока очень низкая. Почему? Потому что в стенках альвеол такая плотная капиллярная сеть, что некоторыми физиологами она рассматривается, как сплошной слой движущейся крови.

Итак, где происходит газообмен – ясно. Что касательно размеров? Площадь поверхности изученной капиллярной сети приближена к альвеолам (примерно 80 м2). И в ней содержится порядка 200 мл крови.

Если говорить об альвеолярных кровеносных капиллярах, то их диаметр варьируется от 8,3 до 9,9 мкм. У эритроцитов он поменьше – 7,4 мкм. Что это значит? То, что эритроциты очень плотно примыкают к капиллярным стенкам. Данная особенность кровоснабжения создает превосходные условия для эффективного и быстрого газообмена, результатом которого становится нормализация газового состава артериальной крови и альвеолярного воздуха.

Вам будет интересно:Повеса – это кто? Значение слова, синонимы

Описание процесса

Исходя из вышесказанного, можно понять, где происходит газообмен. Но как именно? Стоит попробовать ответить и на этот вопрос.

Для начала нужно понять, что ключевая задача легких – осуществлять процесс газообмена, а не просто перегонять воздух. И в них вдыхаемый состав меняется. Вот тут уже в процесс включается кровеносная система. А именно – капилляры. Ими пронизаны все альвеолы.

Попав в них, кислород отправляется в стенки капилляров. Почему? Потому что в крови и в воздухе, который в альвеолах содержится, разное давление. У венозной крови оно намного ниже. Именно поэтому из альвеол кислород устремляется в капилляры. А вот давление углекислого газа больше в крови, чем в альвеолах. Что, в свою очередь, значит это? То, что из венозной крови углекислый газ транспортируется сразу в просвет альвеол.

Затем кислород присоединяется к гемоглобину, содержащемуся в эритроцитах, и в таком виде движется по организму. Вследствие этого образуется артериальная кровь, обогащенная кислородом.

Взаимодействие с сердечной системой

Что происходит дальше? Кровь транспортируется к сердцу, которое затем перегоняет ее к клеткам тканей. После этого она по сосудам доставляется ко всем клеткам организма.

На этом процесс не заканчивается. Поступая в клетки, кровь «отдает» весь кислород, вбирая в себя углекислый газ, который является продуктом жизнедеятельности.

После этого начинается обратный процесс. Проходит он по такому пути: тканевые капилляры – вены – сердце – легкие. Поступая в конечный пункт, венозная кровь, насыщенная углекислым газом, снова транспортируется в альвеолы. После этого она с остатками воздуха отправляется наружу. А углекислый газ точно так, как и кислород, транспортируется при помощи гемоглобина.

Интенсивность процесса

Рассказывая о том, в каких сосудах происходит газообмен в легких, стоит отметить интересный нюанс. Дело в том, что этот процесс (а, соответственно, и последующий расход энергии) становится менее интенсивным, если температура тела понижается. Сначала это было выявлено у холоднокровных созданий, а затем удалось доказать аналогичную зависимость и у теплокровных млекопитающих. Человек, естественно, к ним тоже относится.

То же самое наблюдается в условиях искусственной или естественной гипотермии. А вот при повышении температуры тела, когда человек заболевает или перегревается, газообмен наоборот увеличивается.

Что происходит в легких?

Стоит вернуться к этому вопросу. Как происходит газообмен в сосудах и какой путь затем проделывает обогащенная кислородом кровь – ясно. Но что конкретно происходит в легких?

Они осуществляют экскреторную функцию. Проявляется она в удалении более 200 летучих веществ, образовавшихся в организме либо попадающих в него извне. Углекислый газ, экзогенные вещества (этиловый эфир и спирт), ацетон, метан, закись азота и фторотан – все перечисленное в той или иной степени удаляется из крови именно через легкие.

Помимо кондиционирования этот орган также выполняет защитную функцию. Микроорганизмы, попавшие внутрь в процессе вдыхания, и осевшие затем на стенках альвеол, захватывают и уничтожают альвеолярные макрофаги.

Также стоит напомнить, что в легких образуются иммуноглобулины, интерферон, специфические лейкоцитарные антитела и лизоцим – те элементы, которые играют важную роль в защите организма от различных инфекционных агентов.

Значение кислорода

В каких кровеносных сосудах происходит газообмен и как в целом осуществляется данный процесс, ясно. Теперь стоит поговорить и о значении кислорода для организма человека.

Это – элемент-органоген. В организме его содержится до 65%. А это примерно 40 килограмм, если брать в расчет среднестатистического человека.

Ключевая функция кислорода – участие во всех окислительно-восстановительных реакциях, проходящих в организме. Именно благодаря ему организм может утилизировать белки, жиры и углеводы с извлечением энергии для своих нужд.

Согласно исследованиям, в минуту потребляется от 1,8 до 2,4 грамма кислорода.

Заключение

В завершение темы, касающейся вопроса, в каких сосудах происходит газообмен в легких и тканях, хотелось бы сказать, что этот процесс, пожалуй, является самым стабильным в организме.

Его постоянство сохраняется всегда, даже если меняется парциальное давление О2 в окружающей среде, нарушается работа органов дыхания и т.д. А происходит это благодаря наличию приспособительных реакций систем, которые участвуют в газообмене. Их, к слову, контролирует ЦНС.

Источник

Газообмен – обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяется образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество др. газообразных продуктов метаболизма. Газообмен необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а, следовательно, и сама жизнь.

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 CO2 зависит не только от количества потребляемого О2, но и от того, что преимущественно окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма CO2 к поглощённому за то же время O2 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 O2 (калорический эквивалент кислорода), равно 20,9 кДж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кДж (4,7 ккал) при окислении жиров. По потреблению O2 в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии.

Газообмен (соответственно и расход энергии) у пойкилотермных животных (холоднокровных) понижается с понижением температуры тела. Такая же зависимость обнаружена и у гомойотермных животных (теплокровных) при выключении терморегуляции (в условиях естественной или искусственной гипотермии); при повышении температуры тела (при перегреве, некоторых заболеваниях) газообмен увеличивается.

При понижении температуры окружающей среды газообмен у теплокровных животных (особенно у мелких) увеличивается в результате увеличения теплопродукции. Он увеличивается также после приёма пищи, особенно богатой белками (т. н. специфически-динамическое действие пищи). Наибольших величин газообмен достигает при мышечной деятельности. У человека при работе умеренной мощности он увеличивается, через 3-6 мин. после её начала достигает определённого уровня и затем удерживается в течение всего времени работы на этом уровне. При работе большой мощности газообмен непрерывно возрастает; вскоре после достижения максимального для данного человека уровня (максимальная аэробная работа) работу приходится прекращать, так как потребность организма в O2 превышает этот уровень. В первое время после окончания работы сохраняется повышенное потребление O2, используемого для покрытия кислородного долга, то есть для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся во время работы. Потребление O2 может увеличиваться с 200-300 мл/мин. в состоянии покоя до 2000-3000 при работе, а у хорошо тренированных спортсменов – до 5000 мл/мин. Соответственно увеличиваются выделение CO2 и расход энергии; одновременно происходят сдвиги дыхательного коэффициента, связанные с изменениями обмена веществ, кислотно-щелочного равновесия и лёгочной вентиляции.

Расчёт общего суточного расхода энергии у людей разных профессий и образа жизни, основанный на определениях газообмена важен для нормирования питания. Исследования изменений газообмена при стандартной физической работе применяются в физиологии труда и спорта, в клинике для оценки функционального состояния систем, участвующих в газообмене.

Сравнительное постоянство газообмена при значительных изменениях парциального давления O2 в окружающей среде, нарушениях работы органов дыхания и т. п. обеспечивается приспособительными (компенсаторными) реакциями систем, участвующих в газообмене и регулируемых нервной системой.

У человека и животных газообмен принято исследовать в условиях полного покоя, натощак, при комфортной температуре среды (18-22 °C). Количества потребляемого при этом O2 и освобождающейся энергии характеризуют основной обмен. Для исследования применяются методы, основанные на принципе открытой либо закрытой системы. В первом случае определяют количество выдыхаемого воздуха и его состав (при помощи химических или физических газоанализаторов), что позволяет вычислять количества потребляемого O2 и выделяемого CO2. Во втором случае дыхание происходит в закрытой системе (герметичной камере либо из спирографа, соединённого с дыхательными путями), в которой поглощается выделяемый CO2, а количество потребленного из системы O2 определяют либо измерением равного ему количества автоматически поступающего в систему O2, либо по уменьшению объёма системы.

Газообмен у человека происходит в альвеолах легких и в тканях тела.

Литература[править | править код]

• Гинецинский А. Г., Лебединский А. В., Курс нормальной физиологии, М., 1956
• Физиология человека, М., 1966, с. 134-56
• Беркович Е. М., Энергетический обмен в норме и патологии, М., 1964
• Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, с. 186-237.

Источник