Структурно-функциональная характеристика органов дыхания. Газообмен в легких

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

УО «Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра нормальной физиологии

Обсуждено на заседании кафедры

Протокол №__________200__года

ЛЕКЦИЯ №13.

по нормальной физиологии для студентов 2 курса

Тема: Структурно-функциональная характеристика органов дыхания. Газообмен в легких.

Время 90 минут

Учебные и воспитательные цели:

Изучить значение дыхания для организма и механизмы внешнего дыхания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Основы физиологии человека. Под редакцией Б.И.Ткаченко. - С.-Петербург, 1994. - Т. 2.-  С.  340 -  377.

2. Физиология человека.  Под редакцией Р.Шмидта и Г.Тевса. - М., Мир. - 1996. - Т. 2. - С. 567 -  640.

3. Физиология человека. Под ред. В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько.М., Медицина. – 2000.-Т..1- С 401- 413.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧНИЕ

1. Мультимедийная презентация 26 слайдов.

РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

№ п/п	Перечень учебных вопросов	Количество выделяемого времени в минутах
1.	Сущность процесса и значение дыхания для организма.	5
2	Анатомия дыхательного аппарата.	10
3	Легочное дыхание. Механизм вдоха и выдоха.	8
3.1	Типы дыхания.	10
3.2	Дыхательные мышцы.	5
3.3	Механика дыхания.	10
3.3.1	Вдох.	5
3.3.2	Выдох.	5
3.3.3	Значение отрицательного внутриплеврального давления для дыхания.	8
3.3.4	Эластическое и неэластическое сопротивление дыханию.	10
4	Легочные объемы.	8
5	Альвеолярная вентиляция.	11
6	Заключение	3

Всего                                90 мин

1.  Сущность процесса и значение дыхания для организма

Обмен газами между клетками и окружающей средой называется дыханием. Дыхание является одной из жизненно важных функций организма, направленной на поддержание оптимального уровня окислительно-восстановительных процессов в клетках. Нормальная жизнедеятельность клеток организма  возможна  при условии постоянного поступления кислорода и удаления углекислого газа (диоксида углерода).  Газы переносятся в организме путем конвекционного и диффузионного транспорта. Для переноса на большие расстояния служат процессы конвекционного транспорта - легочная вентиляция и транспорт газов кровью. Диффузионный транспорт в легочных альвеолах и тканях обеспечивает перенос газов на расстояние менее 0,1 мм.

Значение дыхания для организма:

1. Сохранение постоянства газового состава крови.

2. Участие в регуляции кислотно-основного состояния крови.

3. Участие в терморегуляции.

4. В легких активируется ангиотензин I, который под влиянием ангиотензинконвертирующего фермента превращается в ангиотензин II. Этот же фермент обеспечивает инактивацию брадикинина. В легких  инактивируются серотонин и норадреналин, простагландины.

5. Легкие являются физиологическими депо крови

6. Эпителиоцитами синтезируются  липиды и протеины, входящие в состав сурфактанта, коллаген и эластин, придающие упругость стенкам альвеол.

7. Легким принадлежит важная роль в регуляции  агрегатного состояния крови. Интестиций легких содержит  большое количество тучных клеток, содержащих гепарин благодаря чему кровь, оттекающая от легких, свертывается медленнее, чем притекающая. В легких синтезируются эритропоэтины.

8. В легких синтезируется и выделяется в бронхиальную слизь иммуноглобулин А, который и имеет важное значение в защите организма от инфекции.

Этапы переноса кислорода из окружающей среды до клетки:

1) конвекционный транспорт в альвеолы (вентиляция легких);

2) диффузия из альвеол в кровь легочных капилляров;

3) конвекционный перенос газов кровью к тканям;

4) диффузия из капилляров в окружающие ткани.

Удаление диоксида углерода включает те же стадии в обратной последовательности. Первый и второй этапы называются легочным (внешним) дыханием. Третий носит название транспорта газов кровью, а четвертый - тканевым (внутренним) дыханием. Тканевым дыханием называется обмен дыхательных газов, происходящий в клетках при биологическом окислении питательных веществ. Наиболее эффективен аэробный путь окисления. Для получения одного и того же количества энергии в анаэробных условиях в клетке должно расщепляться примерно в 15 раз больше глюкозы, чем в аэробных. Количество кислорода, потребляемого тканью, зависит от функционального состояния входящих в ее состав клеток. В состоянии покоя кислород интенсивно поглощается миокардом, серым веществом головного мозга, печенью и корковым веществом почек. Единственная ткань, в которой имеются запасы кислорода,- это мышечная ткань, роль депо в которой играет миоглобин, способный обратимо связывать кислород. Один грамм миоглобина может максимально связать 1,34 мл кислорода. В условиях полного прекращения снабжения кислородом миокарда такое количество кислорода может обеспечить дыхательные процессы в течение примерно 3-4 с. В миокарде кислород, связанный с миоглобином, обеспечивает протекание окислительных процессов в тех участках, кровоснабжение которых на короткий срок снижается или полностью прекращается во время систолы. Миоглобин играет роль кратковременного депо и внутриклеточного переносчика кислорода. Обратимо связывая кислород, он служит своего рода кислородным буфером. Благодаря этому различия в парциальном давлении кислорода в разных участках мышц выражены меньше, чем в тканях,  не содержащих миоглобин. В условиях нагрузки его парциальное давление поддерживается почти постоянным. Благодаря высокому сродству миоглобина к кислороду (парциальное давление полунасыщения равно 5-6 мм рт. ст.) в мышечных клетках поддерживается низкое парциальное давление кислорода, что приводит к созданию значительного градиента парциального давления кислорода между мышечными клетками и капиллярной кровью. Молекулы оксигенированного миоглобина диффундируют из областей с высоким содержанием кислорода в области с его низким содержанием. В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки возросшая потребность скелетных мышц в кислороде частично удовлетворяется за счет кислорода, высвобождаемого миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток и соответственно поступление кислорода и питательных веществ.

2.  Анатомия дыхательного аппарата.