Ako prebieha výmena plynu? Čo je výmena plynov v krvi, pľúcach a tkanivách? Vlastnosti výmeny plynu

Dýchanie je neoddeliteľnou súčasťou každého živého organizmu. Na nasýtenie orgánov a tkanív kyslíkom je potrebné optimálne zloženie vzduchu a správne fungovanie ľudského tela. V tomto prípade sa zdravé telo cíti veselé a aktívne, bez patologických príznakov hypoxie.

Fyziologický dych

Procesy výmeny plynov v pľúcach a tkanivách predstavujú zložitý reťazec biochemických reakcií a zlúčenín. Vzduch vstupuje cez horné dýchacie cesty do ich dolných častí. Bronchiálny strom vedie zmes plynov do svojich konečných bodov - alveol. Alveoly sa skladajú z alveolocytov, ktoré sú zvnútra vystlané povrchovo aktívnou látkou - povrchovo aktívnou látkou a zvonku sú pokryté bazálnou vrstvou.

Zdá sa, že celý povrch pľúc je zahalený sieťou tesne priliehajúcich kapilár, cez ktorých cievnu stenu preniká pre telo tak potrebný kyslík. Hranica medzi alveolárnou stenou a kapilárnou stenou je veľmi malá - 1 mikrón, čo zabezpečuje kompletný proces, kde dochádza k výmene plynov.

Akt inhalácie sa vykonáva stiahnutím svalov hrudníka vrátane bránice, veľkého svalu umiestneného na hranici hrudníka a brušnej dutiny. Keď sa zmršťuje, vzduchová zmes sa čerpá kvôli rozdielu v atmosférickom a vnútrohrudnom tlaku. Naopak, výdych prebieha pasívne, vďaka elasticite pľúc. Výnimkou je aktívna fyzická aktivita, keď človek posilňuje prácu hladkých a kostrových svalov a násilne ich sťahuje.

Riadiace centrum

Proces výmeny plynov v pľúcach prebieha reguláciou centrálnym nervovým systémom. V kmeňovej časti mozgu, ktorá sa nachádza na hranici s miechou, sa nachádzajú konglomeráty nervových buniek - prispievajú k fáze vdychovania a výstupu, dávajú špeciálne impulzy.

Tento úsek sa nazýva dýchacie centrum. Jeho zvláštnosť spočíva v jeho autonómii - impulzy sa generujú automaticky, čo vysvetľuje dýchanie človeka počas spánku. Keď sa hladina oxidu uhličitého v krvi zvýši, dýchacie centrum povzbudí inhaláciu, kde pri naťahovaní pľúc dochádza k aktívnej výmene plynov medzi krvou a bunkami alveol.

V mozgovej kôre, hypotalame, moste a mieche sú zhluky nervových buniek, ktoré sú zodpovedné za dobrovoľnú reguláciu dýchania. Sú však nepretržite spojené nervovými vláknami hlavného dýchacieho centra v trupe, pri poškodení dochádza k zástave dýchania.

Mechanizmus

Alveolocyty a cievna stena slúžia ako most, kde dochádza k výmene plynov. Kyslík sa ponáhľa do kapilárnej siete a oxid uhličitý do alveol - to sa vysvetľuje rozdielom tlaku medzi vzduchom a krvou. Vzorec difúzie plynu sa riadi fyzikálnymi zákonmi.

Prichádzajúci kyslík sa viaže na bielkovinu červených krviniek – hemoglobín. Táto zlúčenina sa nazýva oxyhemoglobín a krv ňou nasýtená je arteriálna. Je tlačený do ľavej predsiene a komory, odkiaľ je dodávaný do orgánov aortou a jej vetvami.

Oxidované zlúčeniny sa potom zhromažďujú vo venóznych skratoch a dodávajú sa do dýchacieho systému cez dutú žilu, pravú predsieň a komoru. Tento proces by mal podporovať výmenu plynov v tkanivách, dochádza k saturácii a spätnému vychytávaniu produktov metabolizmu.

Výmena plynov v tkanivách je bleskurýchly proces, ukončený za 0,1 s. Telo je konštruované tak, že za tak krátky čas je schopné vykonávať najdôležitejšie životné funkcie organizmu. Keď sa napätie kyslíka v tkanivách zníži, vyvinie sa patológia nazývaná hypoxia. Môže to byť príznakom porušenia:

• Ventilačná kapacita pľúcneho tkaniva.
• Obehové zlyhanie.
• Nefunguje úplne enzymatický systém.

Funkcie dýchacieho traktu sú mnohostranné a zahŕňajú nielen reguláciu krvných plynov, ale aj imunitnú odpoveď, sú zodpovedné za nárazníkový systém a acidobázický stav, odstraňovanie toxických látok a reologické vlastnosti krvi.

Pľúca- najobjemnejší vnútorný orgán nášho tela. Sú trochu podobné stromu (táto časť sa nazýva bronchiálny strom), ovešané ovocnými bublinami (). Je známe, že pľúca obsahujú takmer 700 miliónov alveol. A to je funkčne opodstatnené - hrajú hlavnú úlohu pri výmene vzduchu. Steny alveol sú také elastické, že sa pri nádychu môžu niekoľkokrát natiahnuť. Ak porovnáme povrch alveol a kože, zistíme úžasný fakt: napriek ich zjavnej kompaktnosti sú alveoly desaťkrát väčšie ako koža.

Pľúca sú veľkými pracovníkmi nášho tela. Sú v neustálom pohybe, niekedy sa sťahujú, niekedy naťahujú. Toto sa deje dňom i nocou proti nášmu želaniu. Tento proces však nemožno nazvať úplne automatickým. Je to skôr poloautomatický. Môžeme zámerne zadržať dych alebo ho prinútiť. Dýchanie je jednou z najdôležitejších funkcií tela. Bolo by vhodné pripomenúť, že vzduch je zmes plynov: kyslík (21 %), dusík (asi 78 %), oxid uhličitý (asi 0,03 %). Okrem toho obsahuje inertné plyny a vodnú paru.

Z hodín biológie si mnohí zrejme pamätajú pokus s vápennou vodou. Ak vydýchnete slamkou do čistej vápennej vody, zakalí sa. To je nezvratný dôkaz, že vzduch po výdychu obsahuje oveľa viac oxidu uhličitého: asi 4%. Množstvo kyslíka naopak klesá a dosahuje 14 %.

Čo ovláda pľúca alebo dýchací mechanizmus

Mechanizmus výmeny plynov v pľúcach je veľmi zaujímavý proces. Samotné pľúca sa bez svalovej práce nenatiahnu ani nestiahnu. Pri pľúcnom dýchaní sú zapojené medzirebrové svaly a bránica (špeciálny plochý sval na hranici hrudnej a brušnej dutiny). Keď sa bránica zmrští, tlak v pľúcach sa zníži a do orgánu prirodzene prúdi vzduch. Výdych prebieha pasívne: samotné elastické pľúca vytláčajú vzduch von. Aj keď niekedy sa svaly môžu stiahnuť pri výdychu. Stáva sa to pri aktívnom dýchaní.

Celý proces je pod kontrolou mozgu. Medulla oblongata má špeciálne centrum na reguláciu dýchania. Reaguje na prítomnosť oxidu uhličitého v krvi. Akonáhle sa zmenší, centrum vyšle signál do bránice pozdĺž nervových dráh. Nastáva proces kontrakcie a dochádza k inhalácii. Ak dôjde k poškodeniu dýchacieho centra, pľúca pacienta sa ventilujú umelo.

Ako prebieha výmena plynov v pľúcach?

Hlavnou úlohou pľúc nie je len prepravovať vzduch, ale aj vykonávať proces výmeny plynov. V pľúcach sa mení zloženie vdychovaného vzduchu. A tu hlavná úloha patrí obehovému systému. Aký je obehový systém nášho tela? Možno si ju predstaviť ako veľkú rieku s prítokmi malých riek, do ktorých sa vlievajú potoky. Sú to kapilárne prúdy, ktoré prenikajú do všetkých alveol.

Kyslík vstupujúci do alveol preniká stenami kapilár. Stáva sa to preto, že krv a vzduch obsiahnuté v alveolách majú rozdielne tlaky. Venózna krv má nižší tlak ako alveolárny vzduch. Preto sa kyslík z alveol ponáhľa do kapilár. Tlak oxidu uhličitého je v alveolách nižší ako v krvi. Z tohto dôvodu je oxid uhličitý nasmerovaný z venóznej krvi do lúmenu alveol.

V krvi sú špeciálne bunky – červené krvinky – obsahujúce bielkovinu hemoglobín. Kyslík sa viaže na hemoglobín a v tejto forme sa šíri po celom tele. Krv obohatená kyslíkom sa nazýva arteriálna.

Krv je potom transportovaná do srdca. Srdce, ďalší z našich neúnavných pracovníkov, dopravuje krv obohatenú kyslíkom do tkanivových buniek. A potom cez „riečne prúdy“ sa krv spolu s kyslíkom dodáva do všetkých buniek tela. V bunkách vydáva kyslík a prijíma oxid uhličitý, odpadový produkt. A začína opačný proces: tkanivové kapiláry - žily - srdce - pľúca. V pľúcach sa krv obohatená oxidom uhličitým (venózna) vracia do alveol a spolu so zvyšným vzduchom je vytláčaná von. Oxid uhličitý, podobne ako kyslík, je transportovaný hemoglobínom.

V alveolách teda dochádza k dvojitej výmene plynov. Celý tento proces prebieha rýchlosťou blesku vďaka veľkému povrchu alveol.

Nerespiračné funkcie pľúc

Dôležitosť pľúc určuje nielen dýchanie. Medzi ďalšie funkcie tohto tela patria:

• mechanická ochrana: sterilný vzduch vstupuje do alveol;
• imunitná ochrana: krv obsahuje protilátky proti rôznym patogénnym faktorom;
• čistenie: krv odstraňuje plynné toxické látky z tela;
• podpora acidobázickej rovnováhy krvi;
• čistenie krvi z malých krvných zrazenín.

Ale bez ohľadu na to, aké dôležité sa môžu zdať, hlavnou úlohou pľúc je dýchanie.

Výmena plynu

Na zabezpečenie životne dôležitých funkcií musí prebiehať nepretržitá výmena plynov medzi telom a prostredím. Aeróbne organizmy v dôsledku difúzie absorbujú kyslík (z vody, v ktorej je rozpustený alebo z atmosféry) a uvoľňujú oxid uhličitý. Dýchací povrch, na ktorom dochádza k výmene plynov, musí byť:

priepustné pre O2 a C02;

Jemná - difúzia je účinná len na krátke vzdialenosti;

Mokré - tieto plyny difundujú v roztoku;

Veľký - na udržanie dostatočnej rýchlosti výmeny plynu.

Rýchlosť metabolizmu rastlín je nízka a vyžadujú relatívne málo kyslíka. Výmena plynov prebieha difúziou plynov po celom povrchu; vo veľkých rastlinách sa na tieto účely používajú listové prieduchy a praskliny v kôre. Bunky obsahujúce chlorofyl môžu spotrebovať kyslík, ktorý práve vyprodukovali, na dýchanie.

U jednobunkových živočíchov dochádza k výmene plynov cez bunkovú membránu. Najprimitívnejšie mnohobunkové organizmy - coelenteráty, ploskavce - uspokojujú svoju potrebu kyslíka aj tým, že ho absorbujú do každej bunky v kontakte s prostredím.

V zložitejších organizmoch sa objavuje veľké množstvo buniek, ktoré nie sú v kontakte s prostredím a jednoduchá difúzia sa stáva neúčinnou. Vyžaduje špeciálne dýchací systém, ktorý bude účinne absorbovať kyslík a uvoľňovať oxid uhličitý. Tento systém je spravidla spojený s obehovým systémom, ktorý zabezpečuje dodávku kyslíka do tkanív a buniek. Rozpustnosť kyslíka v krvi je 0,2 ml na 100 ml krvi, ale prítomnosť respiračných pigmentov môže zvýšiť účinnosť tohto procesu desiatky a stokrát. Najznámejším respiračným pigmentom je hemoglobín.

Pigment Kovové Farba (s/bez O2) Zvieratá Rozpustnosť O 2 (ml na 100 ml krvi) Hemoglobín Železo Oranžovo-červená/fialovo-červená Niektoré mäkkýše a annelidy, strunatce 2–25 Hemocyanín Meď Modrá/bezfarebná Slimáky, hlavonožce, kôrovce 2–8 Hemoerytrín Železo Červená/bezfarebná Niektoré annelids 2 Chlorocruorin Železo Červená Zelená Niektoré annelids 9

Niektoré respiračné pigmenty

Pozrime sa na niektoré z najtypickejších dýchacích systémov.

Vzduch vstupuje do tela hmyzu cez špeciálne otvory - špirály. Otvárajú sa do vzduchových dutín, z ktorých vychádzajú špeciálne trubice – priedušnice. Priedušnica je vystužená chitínom a zostáva vždy otvorená. V každom segmente tela sa rozvetvujú do početných malých rúrok – tracheol, ktorými prúdi kyslík priamo do tkanív; nie je potrebné prepravovať ho s krvou. Tracheoly sú naplnené vodnou tekutinou, cez ktorú difunduje kyslík a oxid uhličitý. Pri aktívnej svalovej práci sa tekutina vstrebáva do tkanív a kyslík ide priamo do buniek v plynnom stave. Tracheálny dýchací systém je veľmi účinný, ale prítomnosť difúzneho procesu v dýchacom reťazci obmedzuje veľkosť hmyzu (presnejšie jeho hrúbku).

Výmena plynov v rybách nastáva pomocou špeciálnych dýchacích orgánov - žiabrov. Každá žiabra je podopretá vertikálnou chrupavkou – žiabrovým oblúkom. U kostnatých rýb pozostáva žiabrový oblúk z kostného tkaniva. Zo septa ležiaceho nad žiabrovým oblúkom sa tiahne séria horizontálnych záhybov - žiabrové vlákna, na každom z nich sú vytvorené vertikálne sekundárne okvetné lístky. Voľné okraje žiabrových priehradiek sú predĺžené a fungujú ako skladacie ventily. Pri poklese dna ústnej dutiny a hltanu sa v nich zníži tlak, cez ústa sa voda naháňa do žiabrov a strieka. Ventil zabraňuje vniknutiu vody do žiabrov z druhej strany. Početné kapiláry prepichujúce žiabre sú tu nasýtené kyslíkom a spájajú sa do žiabrových tepien, ktoré vedú zo žiabrov krv bohatú na kyslík. Všimnite si, že dýchací systém kostnatých rýb je pokročilejší ako u chrupavých rýb, pretože u kostnatých rýb majú žiabre väčšiu plochu a pohyb krvi smerom k prúdu vody zaisťuje efektívnejšiu výmenu plynov.

Obojživelníky získavajú kyslík tromi spôsobmi: cez kožu, ústa a pľúca. Počas kožného a orálneho dýchania je plyn absorbovaný vlhkým epitelom lemujúcim kožu alebo ústnu dutinu. Viditeľné pohyby hrdla žaby sú dýchanie ústami. Vzduch vstupujúci do úst sa môže dostať aj do pľúc cez hrtan, priedušnicu a priedušky. Pľúca žaby sú párové duté vaky, ktorých steny tvoria početné záhyby preniknuté krvnými kapilárami. V dôsledku svalových kontrakcií dochádza k nádychu a výdychu, pľúca sú naplnené vzduchom, kyslík z neho vstupuje do krvi.

U vyšších foriem stavovcov kožné dýchanie chýba, hlavným dýchacím orgánom sa stávajú pľúca. Majú oveľa väčší počet záhybov ako pľúca obojživelníkov. Vtáky majú tiež vzduchové vaky, vďaka ktorým vzduch bohatý na kyslík prechádza pľúcami pri nádychu aj výdychu; tým sa zvyšuje účinnosť výmeny plynu.

U cicavcov vzduch vstupuje cez nosné dierky; drobné chĺpky zachytávajú cudzorodé častice a riasinkový epitel, ktorý vystýla nosové prieduchy, zvlhčuje vzduch, ohrieva ho a zachytáva aj čiastočky, ktorým sa podarilo cez chĺpky prekĺznuť. Z nosa sa vzduch dostáva do hltana a následne do hrtana. Chrupavková chlopňa (epiglottis) chráni dýchacie cesty pred vstupom potravy. V laryngeálnej dutine sú hlasivky; Keď vydychovaný vzduch prechádza cez hlasivkovú štrbinu, vytvárajú sa zvukové vlny. Ako sa mení napätie väzov, mení sa výška produkovaného zvuku.

Z hrtana sa vzduch dostáva do priedušnice v tvare trubice. Jeho steny sú pokryté ciliovaným epitelom, ktorý zhromažďuje prachové častice a mikróby, ktoré vstupujú do priedušnice. Steny priedušnice (rovnako ako hrtan) sú tvorené chrupavkovým tkanivom, vďaka čomu pri vdýchnutí neodpadáva. Na dolnom konci sa priedušnica rozvetvuje na dva priedušky. Priedušky sa delia na tenšie bronchioly; najmenším z nich (priemer 1 mm alebo menej) chýba chrupavkové tkanivo. Bronchioly sa zase rozvetvujú na početné alveolárne vývody, končiace vakmi vystlanými spojivovým tkanivom – alveolami. Pľúca cicavca môžu obsahovať stovky miliónov alveol, ktorých celková plocha je dostatočne veľká na to, aby pokryla celé futbalové ihrisko. Hrúbka alveolárnej steny je len 0,0001 mm. Vonkajšia strana alveol je pokrytá hustou sieťou krvných kapilár. Kyslík absorbovaný vlhkým epitelom difunduje do krvnej plazmy a tam sa spája s hemoglobínom. Oxid uhličitý difunduje v opačnom smere. Priemer kapilár je menší ako priemer červených krviniek; to zabezpečuje tesný kontakt červených krviniek s povrchom alveol.

Pľúca sú oddelené od hrudnej steny pleurálna dutina. Je nepriepustný pre vzduch; tlak v ňom je 3–4 mm Hg. čl. nižšie ako v pľúcach, vďaka čomu tieto plnia takmer celý hrudník. Vetranie pľúc sa vykonáva v dôsledku súčasnej kontrakcie bránice a vonkajších medzirebrových svalov. Objem hrudníka sa zväčšuje, tlak klesá a vstupuje vzduch. Počas výdychu sa bránica a vonkajšie svaly vrátia do svojej predchádzajúcej polohy a vnútorné medzirebrové svaly sa stiahnu. Hrudník sa zmenšuje a vzduch sa vytláča z pľúc. Pri väčšej fyzickej námahe sa výdych stáva aktívnejším a vyžaduje si ďalší výdaj energie.

Pri nedostatočnom nasýtení vzduchu kyslíkom (napríklad vysoko v horách) nastupuje hypoxia prejavujúca sa malátnosťou a pocitom extrémnej únavy. Dýchací systém sa časom dokáže prispôsobiť nízkemu obsahu kyslíka – v takýchto prípadoch sa vraj telo aklimatizovalo na nové podmienky.

Cicavce, ktoré vydržia dlho pod vodou (veľryby, tulene), pri potápaní reflexne tlmia tep, zužujú sa krvné cesty a krvou sú zásobované len tie najdôležitejšie orgány pre život. Prvý nádych po vynorení slúži ako signál na zvýšenie srdcovej frekvencie.

Výmena plynu(v biológii; ďalej len „G.“) je výmena plynov medzi telom a vonkajším prostredím. Do tela je nepretržite dodávaný kyslík z prostredia, ktorý spotrebúvajú všetky orgány a tkanivá; Z tela sa uvoľňuje oxid uhličitý a malé množstvo iných plynných produktov. G. je potrebný takmer pre všetky organizmy, bez neho normálny metabolizmus a energia, a preto .

Výmena plynov u ľudí nastáva v alveolách pľúc a v tkanivách tela.

Ryža. 1: Ľudský dýchací systém (ďalej pre zväčšenie kliknite na obrázok)

Kyslík vstupujúci do tkanív živého organizmu sa používa na oxidáciu produktov vytvorených v dôsledku dlhého reťazca chemických premien uhľohydrátov, tukov atď. V tomto prípade vzniká CO 2, voda, zlúčeniny dusíka a uvoľňuje sa energia, ktorá sa využíva na udržanie a výkon práce. Množstvo CO 2 vytvoreného v tele a v konečnom dôsledku z neho uvoľneného závisí nielen od množstva spotrebovaného O 2, ale aj od toho, čo sa prevažne oxiduje: od sacharidov, tukov alebo bielkovín. Pomer CO 2 odstráneného z tela k O 2 absorbovanému za rovnaký čas sa nazýva tzv koeficient, ktorý je približne 0,7 pre oxidáciu tukov, 0,8 pre oxidáciu bielkovín a 1,0 pre oxidáciu sacharidov. Množstvo uvoľnenej energie na 1 liter spotrebovaného O2 (kalorický ekvivalent kyslíka) je 20,9 kJ (5 kcal) pri oxidácii sacharidov a 19,7 kJ (4,7 kcal) pri oxidácii tukov. Zo spotreby O 2 za jednotku času a z respiračného koeficientu je teda možné vypočítať množstvo energie uvoľnenej v organizme.

Ryža. 2: Pľúcne dýchanie (výmena plynov v pľúcach): výmena plynov medzi vzduchom a prebieha difúziou podľa rozdielu koncentrácií plynov. IN Vo vesmíre nedochádza k výmene plynu. Venózna sa mení na arteriálnu.

Výmena plynov (a tým aj výdaj energie) u poikilotermných živočíchov (studenokrvných živočíchov) klesá s klesajúcou telesnou teplotou. Rovnaká závislosť bola zistená u homeotermických zvierat (teplokrvných) pri vypnutej termoregulácii (v podmienkach prirodzenej alebo umelej hypotermie); so zvýšením telesnej teploty (pri rôznych teplotách) sa zvyšuje G..

Pri znížení teploty okolia sa teplokrvným živočíchom (najmä malým) v dôsledku zvýšenej tvorby tepla zvyšuje. G. sa zvyšuje aj po príjme potravy, najmä bohatej na bielkoviny (tzv. špecifický dynamický efekt). G. dosahuje najväčšie hodnoty pri svalovej aktivite. U ľudí sa pri práci na miernom výkone krvný tlak zvyšuje, 3 až 6 minút po jeho spustení dosiahne určitú úroveň a potom sa na tejto úrovni udržiava počas celej doby práce. Pri prevádzke s vysokým výkonom sa G. neustále zvyšuje; krátko po dosiahnutí maximálnej hladiny pre danú osobu (maximálna aeróbna práca) je potrebné prácu prerušiť, pretože potreba O 2 v tele presahuje túto úroveň. Prvýkrát po skončení práce zostáva zvýšená spotreba O 2, ktorý sa využíva na krytie kyslíkového dlhu, teda na okysličovanie produktov látkovej premeny vznikajúcich pri práci. Spotreba O2 sa môže zvýšiť z 200 - 300 ml/min v pokoji na 2000 - 3000 počas práce a u dobre trénovaných športovcov až na 5000 ml/min. V súlade s tým sa zvyšuje uvoľňovanie CO 2 a spotreba energie; Súčasne dochádza k posunom respiračného koeficientu, spojeným so zmenami metabolizmu, acidobázickej rovnováhy a pľúcnej ventilácie.

Obr. 3: Výmena plynov v pľúcach a tkanivách

Pre prideľovanie je dôležitý výpočet celkovej dennej spotreby energie ľudí rôznych profesií a životných štýlov na základe definícií plynu. Štúdie zmien plynov počas štandardnej fyzickej práce sa používajú vo fyziológii práce a na klinike na posúdenie funkčného stavu systémov zapojených do výmeny plynov.

Porovnávacia stálosť výmeny plynov s výraznými zmenami parciálneho tlaku O 2 v prostredí, prevádzkovými poruchami atď. je zabezpečená adaptačnými (kompenzačnými) reakciami systémov zapojených do plynu a regulovaných.

G. u ľudí a zvierat sa zvyčajne študuje v podmienkach úplného odpočinku, pri pohodlnej teplote okolia (18 - 22 ° C). Množstvo spotrebovaného O2 a uvoľnenej energie charakterizuje bazálny metabolizmus. Na štúdium G. sa používajú metódy založené na princípe otvoreného alebo uzavretého systému. V prvom prípade sa zisťuje množstvo vydychovaného vzduchu a jeho zloženie (pomocou chemických alebo fyzikálnych analyzátorov plynov), čo umožňuje vypočítať množstvá spotrebovaného O 2 a uvoľneného CO 2 . V druhom prípade k nemu dochádza v uzavretom systéme (utesnená komora alebo zo spirografu napojeného na dýchacie cesty), v ktorom sa uvoľnený CO 2 absorbuje a množstvo O 2 spotrebovaného zo systému sa zisťuje buď meraním rovnaké množstvo O 2 automaticky vstupujúce do systému alebo znížením objemu systému:

Ryža. 4: Schéma prístroja na štúdium výmeny plynov: U - zariadenie na automatické zásobovanie kyslíkom; B - nádoba s kyslíkom; K - kamera; X - chladnička; Ш - nádoba s alkáliou na zachytávanie oxidu uhličitého; N - čerpadlo; CaCl 2 - nádoba s chloridom vápenatým na absorbovanie vodnej pary; T - teplomer; M - tlakomer

, zaoberajúci sa chorobami dýchacej sústavy: priedušnice, priedušiek, pľúc a pohrudnice - (pochádza z latinských slov: pulmono- (pľúca) + logos (učenie)). Mali by ste ho kontaktovať, ak máte príznaky:

• , najmä so spútom;
• dyspnoe;
• záchvaty;
• bolesť na hrudníku spojená s.

Dva hubovité orgány umiestnené vo vnútri hrudnej dutiny komunikujú s vonkajším prostredím cez dýchacie cesty a sú zodpovedné za životne dôležitú funkciu pre celý organizmus, vykonávajú výmenu plynov krvi s okolím. Vonkajšia strana orgánu je pokrytá pleurou, ktorá pozostáva z dvoch vrstiev tvoriacich pleurálnu dutinu pľúc

Pľúca sú dva objemné orgány v tvare kužeľa, ktoré zaberajú väčšinu hrudnej dutiny. Každá pľúca má základňu, ktorá je podopretá bránicou, svalom, ktorý oddeľuje hrudnú a brušnú dutinu; horné časti pľúc sú okrúhleho tvaru. Pľúca sú rozdelené na laloky hlbokými trhlinami. V pravých pľúcach sú dve štrbiny a v ľavej len jedna.

Pľúcny acinus je funkčná jednotka pľúc, malá oblasť tkaniva ventilovaná terminálnym bronchiolom, z ktorého vznikajú respiračné bronchioly, ktoré ďalej tvoria alveolárne kanály alebo alveolárne kanály. Na konci každého alveolárneho kanála sú alveoly, mikroskopické elastické guľôčky s tenkými stenami naplnené vzduchom; Alveoly tvoria alveolárny zväzok alebo vak, kde dochádza k výmene plynov.

Tenké steny alveol pozostávajú z jednej vrstvy buniek obklopenej vrstvou tkaniva, ktorá ich podporuje a oddeľuje od alveol. Spolu s alveolami oddeľuje tenká membrána aj krvné kapiláry, ktoré prenikajú do pľúc. Vzdialenosť medzi vnútornou stenou krvných kapilár a alveolami je 0,5 tisíciny milimetra.

Ľudské telo potrebuje neustálu výmenu plynov s prostredím: na jednej strane telo potrebuje kyslík na udržanie bunkovej aktivity - používa sa ako „palivo“, vďaka ktorému dochádza k metabolizmu v bunkách; na druhej strane sa telo potrebuje zbaviť oxidu uhličitého - výsledku bunkového metabolizmu, pretože jeho akumulácia môže spôsobiť intoxikáciu. Bunky tela neustále potrebujú kyslík - napríklad nervy mozgu môžu bez kyslíka existovať len niekoľko minút.

Molekuly kyslíka (02) a oxidu uhličitého (CO2) cirkulujú krvou a spájajú sa s hemoglobínom červených krviniek, ktoré ich transportujú do celého tela. Akonáhle sú červené krvinky v pľúcach, vzdávajú sa molekúl oxidu uhličitého a odoberajú molekuly kyslíka prostredníctvom procesu difúzie: kyslík sa naviaže na hemoglobín a oxid uhličitý vstupuje do kapilár vo vnútri alveol a človek ho vydýchne.

Krv obohatená kyslíkom, opúšťajúca pľúca, ide do srdca, ktoré ju hodí do aorty, po ktorej sa cez tepny dostane do kapilár rôznych tkanív. Tam opäť dochádza k procesu difúzie: kyslík prechádza z krvi do buniek a oxid uhličitý vstupuje do krvi z buniek. Krv potom prúdi späť do pľúc, aby sa obohatila kyslíkom. Podrobné informácie o fyzikálnych a fyziologických charakteristikách výmeny plynov nájdete v článku: „Výmena plynu a transport plynu“.