Внешнее дыхание. Газообмен в легких и тканях

Дыхательные движения (рис. 89). Вдох и выдох ритмично сменяют друг друга, обеспечивая прохождение воздуха через легкие, их вентиляцию. Смена вдоха и выдоха регулируется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. В дыхательном центре ритмично возникают импульсы, которые по нервам передаются межреберным мышцам и диафрагме, вызывая их сокращение. Ребра приподнимаются, диафрагма за счет сокращения ее мышц становится почти плоской. Объем грудной полости увеличивается. Легкие следуют за движениями грудной клетки. Объем легких увеличивается, давление воздуха в них становится меньше атмосферного, воздух засасывается в легкие — происходит вдох. Затем межреберные мышцы и мышцы диафрагмы расслабляются. В силу тяжести ребра опускаются вниз. При этом объем грудной полости уменьшается, легкие сжимаются, давление воздуха в них становится выше атмосферного, воздух выдавливается из легких – происходит выдох.

Вдох и выдох
Рис. 89. Вдох и выдох

В относительном покое взрослый человек совершает примерно 16 дыхательных движений за 1 мин.

Жизненная емкость легких. При спокойном вдохе в легкие взрослого человека поступает около 500 см3 воздуха. Такой же объем воздуха удаляется из органов дыхания во время спокойного выдоха.

Наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха, составляет около 3500 см3. Этот объем называют жизненной емкостью легких (ЖЕЛ).

У разных людей жизненная емкость легких неодинакова. Ее определяют при медицинских обследованиях с помощью специального прибора — спирометра (рис. 90).

Измерение жизненной емкости легких
Рис. 90. Измерение жизненной емкости легких
Обмен газов в легких. Содержание газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе неодинаково. Во вдыхаемом воздухе содержится около 21% кислорода, 79% азота, примерно 0,03% углекислого газа, небольшое количество водяных паров и инертных газов.

В выдыхаемом воздухе содержится меньше кислорода (16%), значительно больше углекислого газа (до 4%) и водяных паров. Содержание азота и инертных газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе не изменяется. Разница в содержании кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе объясняется обменом газов в легочных пузырьках. Концентрация углекислого газа в венозных капиллярах легочных пузырьков гораздо выше, чем в воздухе, заполняющем легочные пузырьки (рис. 91, А). Углекислый газ из венозной крови поступает в легочные пузырьки и во время выдоха выводится из организма. Кислород из легочных пузырьков проникает в кровь и вступает в химическое соединение с гемоглобином. Таким образом кровь из венозной превращается в артериальную.

Газообмен в легких и тканях
Рис. 91. Газообмен в легких и тканях
Обмен газов в тканях. Из капилляров большого круга кровообращения кислород поступает в ткани (рис. 91, Б). В артериальной крови кислорода больше, чем в клетках, поэтому он легко поступает в них. Углекислый газ, которого в тканях содержится больше, из клеток поступает в кровь. Таким образом в тканях всех органов происходит превращение артериальной крови в венозную.

1. Чем обеспечивается ритмичность дыхания? 2. Как происходят вдох и выдох? 3. Что такое жизненная емкость легких? 4. Как происходит газообмен в легких? 5. Как происходит газообмен в тканях?