Atmosfærisk luft er en blanding af forskellige gasser. Det indeholder konstante komponenter i atmosfæren (ilt, nitrogen, kuldioxid), inerte gasser(argon, helium, neon, krypton, brint, xenon, radon), ikke store mængder ozon, dinitrogenoxid, metan, jod, vanddamp samt i varierende mængder forskellige urenheder naturlig oprindelse og forurening som følge af produktionsaktiviteter person.
Ilt (O2) er den vigtigste del af luften for mennesker. Det er nødvendigt for gennemførelsen af oxidative processer i kroppen. I atmosfærisk luft iltindholdet er 20,95%, i luften udåndet af en person - 15,4-16%. Reduktion af det i atmosfærisk luft til 13-15% fører til forstyrrelser fysiologiske funktioner, og op til 7-8% - til døden.
Nitrogen (N) - er det vigtigste integreret del atmosfærisk luft. Den luft, som en person indånder og udånder, indeholder omtrent den samme mængde nitrogen - 78,97-79,2%. Biologisk rolle Den største fordel ved nitrogen er, at det er et iltfortynder, da liv er umuligt i ren ilt. Når nitrogenindholdet stiger til 93 %, indtræder døden.
Kuldioxid (kuldioxid), CO2, er en fysiologisk regulator af respiration. Indholdet i ren luft er 0,03%, i menneskelig udånding - 3%.
Et fald i CO2-koncentrationen i indåndingsluften udgør ikke en fare, pga det nødvendige niveau i blodet opretholdes reguleringsmekanismer på grund af frigivelse under metaboliske processer.
Øget indhold carbondioxid i den indåndede luft får op til 0,2% en person til at føle sig utilpas, ved 3-4% observeres en ophidset tilstand, hovedpine, tinnitus, hjertebanken, langsom puls, og ved 8 % opstår der alvorlig forgiftning, bevidsthedstab og død.
Bag På det sidste Koncentrationen af kuldioxid i luften i industribyer er stigende som følge af intens luftforurening med brændstofforbrændingsprodukter. En stigning i CO2 i den atmosfæriske luft fører til fremkomsten af giftig tåge og " drivhuseffekt"associeret med tilbageholdelse af kuldioxid termisk stråling jord.
Øget CO2-indhold ud over etableret norm indikerer en generel forværring sanitær tilstand luft, fordi sammen med kuldioxid, andet giftige stoffer, kan ioniseringsregimet forværres, støv og mikrobiel forurening kan øges.
Ozon (O3). Dens hovedmængde observeres i niveauet 20-30 km fra jordens overflade. Atmosfærens overfladelag indeholder en ubetydelig mængde ozon - ikke mere end 0,000001 mg/l. Ozon beskytter levende organismer på jorden mod de skadelige virkninger af kortbølget ultraviolet stråling og absorberer samtidig langbølget infrarød stråling, der kommer fra Jorden, og beskytter den mod overdreven afkøling. Ozon har oxiderende egenskaber, så dets koncentration i forurenet byluft er lavere end i landdistrikter. I denne henseende blev ozon betragtet som en indikator for luftens renhed. Det er dog for nylig blevet fastslået, at ozon dannes som et resultat af fotokemiske reaktioner under dannelsen af smog, derfor påvisning af ozon i atmosfærisk luft store byer betragtes som en indikator for dets forurening.
Inerte gasser har ikke en udtalt hygiejnisk og fysiologisk betydning.
Menneskelige økonomiske og produktionsaktiviteter er en kilde til luftforurening på grund af forskellige gasformige urenheder og suspenderede partikler. Det øgede indhold af skadelige stoffer i atmosfæren og indeluften har en negativ effekt på den menneskelige krop. I denne forbindelse er den vigtigste hygiejniske opgave at standardisere deres tilladte indhold i luften.
Luftens hygiejniske og hygiejniske tilstand vurderes normalt ud fra de maksimalt tilladte koncentrationer (MPC) af skadelige stoffer i luften i arbejdsområdet.
Den maksimalt tilladte koncentration af skadelige stoffer i luften i et arbejdsområde er en koncentration, der under dagligt 8-timers arbejde, dog højst 41 timer om ugen i hele arbejdsperioden, ikke forårsager sygdomme eller afvigelser i helbredet. af de nuværende og efterfølgende generationer. De daglige gennemsnitlige og maksimale engangs maksimalt tilladte koncentrationer er fastsat (gyldige i op til 30 minutter i luften i arbejdsområdet). Den maksimalt tilladte koncentration for det samme stof kan være forskellig afhængig af varigheden af dets eksponering for en person.
På fødevarefabrikker er de vigtigste årsager til luftforurening skadelige stoffer er krænkelser teknologisk proces Og nødsituationer(kloakvand, ventilation osv.).
Hygiejniske risici i indeluften omfatter kulilte, ammoniak, svovlbrinte, svovldioxid, støv osv. samt luftforurening fra mikroorganismer.
Kulilte (CO) er en lugtfri og farveløs gas, der kommer ind i luften som et produkt af ufuldstændig forbrænding af væske og fast brændsel. Han ringer akut forgiftning ved en koncentration i luft på 220-500 mg/m3 og kronisk forgiftning- ved konstant indånding er koncentrationen 20-30 mg/m3. Den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration af kulilte i atmosfærisk luft er 1 mg/m3, i luften i arbejdsområdet - fra 20 til 200 mg/m3 (afhængigt af arbejdets varighed).
Svovldioxid (S02) er den mest almindelige urenhed i atmosfærisk luft, da svovl er indeholdt i forskellige typer brændstof. Denne gas har en generel toksisk virkning og forårsager luftvejssygdomme. Den irriterende virkning af gassen opdages, når dens koncentration i luften overstiger 20 mg/m3. I atmosfærisk luft er den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration af svovldioxid 0,05 mg/m3, i luften i arbejdsområdet - 10 mg/m3.
Svovlbrinte (H2S) - kommer normalt ud i den atmosfæriske luft med affald fra kemiske, olieraffinaderier og metalværker, og dannes desuden og kan forurene indeluften som følge af rådnende madaffald og proteinprodukter. Svovlbrinte har en generel toksisk virkning og årsager ubehag hos mennesker i en koncentration på 0,04-0,12 mg/m3, og en koncentration på mere end 1000 mg/m3 kan være dødelig. I atmosfærisk luft er den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration af svovlbrinte 0,008 mg/m3, i luften i arbejdsområdet - op til 10 mg/m3.
Ammoniak (NH3) - akkumuleres i luften i lukkede rum under rådning af proteinprodukter, funktionsfejl køleenheder med ammoniakkøling, i tilfælde af uheld kloakkonstruktioner osv. Giftig for kroppen.
Acrolein er et produkt af fedtnedbrydning under varmebehandling og kan forårsage produktionsforhold allergiske sygdomme. MPC ind arbejdsområde- 0,2 mg/m3.
Polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH'er) - deres forbindelse med udviklingen af maligne neoplasmer er blevet bemærket. Den mest almindelige og mest aktive af dem er 3-4-benzo(a)pyren, som frigives, når brændstof forbrændes: kul, olie, benzin, gas. Maksimumsbeløb 3-4-benz(a)pyren frigives ved afbrænding af kul, minimalt - ved afbrænding af gas. I fødevareforarbejdningsanlæg kan PAH'er være en kilde til luftforurening. langvarig brug overophedet fedt. Gennemsnitlig daglig maksimal tilladt koncentration af cyklisk aromatiske kulbrinter i atmosfærisk luft bør ikke overstige 0,001 mg/m3.
Mekaniske urenheder - støv, jordpartikler, røg, aske, sod. Støvniveauet stiger med utilstrækkelig landskabspleje, dårlige adgangsveje, forstyrrelse af indsamling og fjernelse af produktionsaffald, samt overtrædelse af det sanitære rengøringsregime (tør eller uregelmæssig våd rengøring osv.). Derudover øges støvindholdet af lokaler med overtrædelser i design og drift af ventilation, planlægningsløsninger (for eksempel med utilstrækkelig isolering af grøntsagskammeret fra produktionsværksteder osv.).
Støvets indvirkning på mennesker afhænger af størrelsen af støvpartiklerne og deres specifik vægt. De farligste støvpartikler for mennesker er dem, der er mindre end 1 mikron i diameter, fordi... de trænger let ind i lungerne og kan forårsage kronisk sygdom (pneumokoniose). Støv indeholdende blandinger af giftige kemiske forbindelser har en giftig effekt på kroppen.
Den maksimalt tilladte koncentration for sod og sod er strengt standardiseret på grund af indholdet af kræftfremkaldende kulbrinter (PAH'er): den gennemsnitlige daglige maksimale koncentration for sod er 0,05 mg/m3.
I konfekturebutikker høj effekt Luften kan blive støvet af sukker og melstøv. Melstøv i form af aerosoler kan forårsage irritation af luftvejene samt allergiske sygdomme. Den maksimalt tilladte koncentration af melstøv i arbejdsområdet bør ikke overstige 6 mg/m3. Inden for disse grænser (2-6 mg/m3) reguleres maksimalt tilladte koncentrationer af andre typer plantestøv, der ikke indeholder mere end 0,2 % siliciumforbindelser.
Vejrtrækning er et vigtigt tegn på liv. Vi trækker vejret konstant fra fødslen til døden. Vi trækker vejret dag og nat under dyb søvn, ved sundhed og sygdom.
I menneske- og dyrekroppe er iltreserverne begrænsede. Derfor har kroppen brug for en kontinuerlig tilførsel af ilt fra omgivelserne. Kuldioxid skal også konstant og kontinuerligt fjernes fra kroppen, som altid dannes under stofskifteprocessen og er en giftig forbindelse i store mængder.
Vejrtrækning er en kompleks kontinuerlig proces, som et resultat af hvilken gassammensætningen af blodet konstant opdateres. Dette er dens essens.
Den normale funktion af den menneskelige krop er kun mulig, hvis den genopfyldes med energi, som kontinuerligt forbruges. Kroppen modtager energi gennem oxidation af komplekse organiske stoffer - proteiner, fedt, kulhydrater. Samtidig frigives skjult kemisk energi, som er kilden til vital aktivitet af kropsceller, deres udvikling og vækst. Vigtigheden af vejrtrækning er således at opretholde et optimalt niveau af redoxprocesser i kroppen.
I åndedrætsprocessen er det sædvanligt at skelne mellem tre dele: ekstern eller pulmonal respiration, gastransport med blod og indre, eller væv, respiration.
Ekstern respiration er udvekslingen af gasser mellem kroppen og den atmosfæriske luft, der omgiver den. Ekstern respiration kan opdeles i to faser - udvekslingen af gasser mellem atmosfærisk og alveolær luft og gasudvekslingen mellem blodet i lungekapillærerne og alveolær luft. Ekstern respiration udføres på grund af aktiviteten af det eksterne respirationsapparat.
Det ydre respirationsapparat omfatter luftveje, lunger, lungehinde, brystskelet og muskler samt mellemgulvet. Hovedfunktionen af det eksterne åndedrætsapparat er at forsyne kroppen med ilt og aflaste den for overskydende kuldioxid. Den funktionelle tilstand af det eksterne åndedrætsapparat kan bedømmes ud fra rytmen, dybden, vejrtrækningsfrekvensen, størrelsen af lungevolumenerne, indikatorerne for iltabsorption og kuldioxidfrigivelse osv.
Transport af gasser udføres med blod. Det er tilvejebragt af forskellen i partialtryk (spænding) af gasser langs deres vej: ilt fra lungerne til vævene, kuldioxid fra cellerne til lungerne.
Intern respiration eller vævsånding kan også opdeles i to stadier. Den første fase er udvekslingen af gasser mellem blod og væv. Det andet er cellernes forbrug af ilt og frigivelsen af kuldioxid fra dem (cellulær respiration).
Sammensætning af indåndet, udåndet og alveolær luft
En person indånder atmosfærisk luft, som har følgende sammensætning: 20,94% oxygen, 0,03% kuldioxid, 79,03% nitrogen. Udåndingsluft indeholder 16,3 % oxygen, 4 % kuldioxid og 79,7 % nitrogen.
Sammensætningen af udåndingsluft er ikke konstant og afhænger af intensiteten af stofskiftet, samt af hyppigheden og dybden af vejrtrækningen. Så snart du holder vejret eller laver flere dybe vejrtrækningsbevægelser, ændres sammensætningen af udåndingsluften.
Sammenligning af sammensætningen af indåndet og udåndet luft tjener som bevis på eksistensen af ekstern respiration.
Alveolær luft adskiller sig i sammensætning fra atmosfærisk luft, hvilket er ret naturligt. I alveolerne udveksles gasser mellem luft og blod, mens ilt diffunderer ind i blodet, og kuldioxid diffunderer ud af blodet. Som et resultat falder iltindholdet i alveoleluften kraftigt, og mængden af kuldioxid stiger. Procentdelen af individuelle gasser i alveoleluften: 14,2-14,6% oxygen, 5,2-5,7% kuldioxid, 79,7-80% nitrogen. Alveolær luft adskiller sig i sammensætning fra udåndingsluft. Dette forklares med, at udåndingsluften indeholder en blanding af gasser fra alveolerne og skadeligt rum.
Betydningen af vejrtrækning
Vejrtrækningen er afgørende nødvendig proces konstant udveksling af gasser mellem kroppen og dens omgivelser ydre miljø. I processen med at trække vejret absorberer en person ilt fra miljøet og frigiver kuldioxid.
Næsten alle komplekse reaktioner omdannelser af stoffer i kroppen sker med obligatorisk deltagelse ilt. Uden ilt er stofskiftet umuligt, og en konstant tilførsel af ilt er nødvendig for at bevare liv. I celler og væv dannes der som følge af stofskiftet kuldioxid, som skal fjernes fra kroppen. Ophobningen af betydelige mængder kuldioxid inde i kroppen er farlig. Kuldioxid føres med blodet til åndedrætsorganerne og udåndes. Ilt, der kommer ind i åndedrætsorganerne under indånding, diffunderer ind i blodet og afgives til organer og væv af blodet.
Der er ingen reserver af ilt i menneske- og dyrekroppen, og derfor er dens kontinuerlige tilførsel til kroppen en vital nødvendighed. Hvis en person i nødvendige tilfælde kan leve uden mad i mere end en måned, uden vand i op til 10 dage, sker der i fravær af ilt irreversible ændringer inden for 5-7 minutter.
Sammensætning af indåndet, udåndet og alveolær luft
Ved skiftevis indånding og udånding ventilerer en person lungerne og opretholder en relativt konstant gassammensætning i lungevesiklerne (alveolerne). En person indånder atmosfærisk luft med et højt indhold af ilt (20,9%) og et lavt indhold af kuldioxid (0,03%), og udånder luft, hvori der er 16,3% oxygen og 4% kuldioxid (tabel 8).
Sammensætningen af alveolær luft adskiller sig væsentligt fra sammensætningen af atmosfærisk, indåndet luft. Den indeholder mindre ilt (14,2%) og et stort antal af kuldioxid (5,2%).
Nitrogen og inaktive gasser, der udgør luften, deltager ikke i respirationen, og deres indhold i indåndet, udåndet og alveolær luft er næsten det samme.
Hvorfor indeholder udåndingsluft mere ilt end alveolær luft? Dette forklares med, at når du puster ud, blandes luft, der er i åndedrætsorganerne, i luftvejene, med den alveolære luft.
Partialtryk og spænding af gasser
I lungerne passerer ilt fra alveoleluften ind i blodet, og kuldioxid fra blodet kommer ind i lungerne. Overgangen af gasser fra luft til væske og fra væske til luft sker på grund af forskellen i disse gassers partialtryk i luft og væske. Partialtryk er den del af det samlede tryk, der tegner sig for fraktionen af en given gas i gasblanding. Jo højere procent gas i blandingen, jo tilsvarende højere er dens partialtryk. Atmosfærisk luft er som bekendt en blanding af gasser. Atmosfærisk lufttryk 760 mm Hg. Kunst. Iltpartialtrykket i atmosfærisk luft er 20,94% af 760 mm, dvs. 159 mm; nitrogen - 79,03% af 760 mm, dvs. ca. 600 mm; Der er lidt kuldioxid i den atmosfæriske luft - 0,03%, derfor er dens partialtryk 0,03% af 760 mm - 0,2 mm Hg. Kunst.
For gasser opløst i en væske bruges udtrykket "spænding", svarende til udtrykket "partialtryk", der bruges om frie gasser. Gasspænding udtrykkes i de samme enheder som tryk (mmHg). Hvis partialtrykket af gas ind miljø højere end spændingen af denne gas i væsken, så opløses gassen i væsken.
Iltpartialtrykket i alveoleluften er 100-105 mm Hg. Art., og i blodet, der strømmer til lungerne, er iltspændingen i gennemsnit 60 mm Hg. Art. derfor i lungerne passerer ilt fra alveoleluften ind i blodet.
Bevægelsen af gasser sker i henhold til diffusionslovene, hvorefter gas spredes fra et medium med højt partialtryk til et medium med lavere tryk.
Gasudveksling i lungerne
Overgangen af ilt fra alveoleluften til blodet i lungerne og strømmen af kuldioxid fra blodet ind i lungerne overholder ovenstående love.
Takket være arbejdet fra den store russiske fysiolog Ivan Mikhailovich Sechenov blev det muligt at studere gassammensætningen af blodet og betingelserne for gasudveksling i lunger og væv.
Gasudveksling i lungerne sker mellem alveolær luft og blod ved diffusion. Lungernes alveoler er sammenflettet med et tæt netværk af kapillærer. Væggene i alveolerne og kapillærerne er meget tynde, hvilket letter indtrængning af gasser fra lungerne ind i blodet og omvendt. Gasudveksling afhænger af størrelsen af overfladen, gennem hvilken gasser diffunderer, og forskellen i partialtryk (spænding) af de diffuserende gasser. Med en dyb indånding strækker alveolerne sig, og deres overflade når 100-105 m2. Overfladearealet af kapillærerne i lungerne er også stort. Der er, og en tilstrækkelig, forskel mellem partialtrykket af gasser i alveolærluften og spændingen af disse gasser i det venøse blod (tabel 9).
Af tabel 9 følger, at forskellen mellem spændingen af gasser i det venøse blod og deres partialtryk i alveoleluften er 110 - 40 = 70 mm Hg for ilt. Art., og for kuldioxid 47 - 40 = 7 mm Hg. Kunst.
Eksperimentelt var det muligt at fastslå det med en forskel i iltspænding på 1 mm Hg. Kunst. hos en voksen i hvile kan 25-60 ml ilt komme ind i blodet på 1 minut. En person i hvile har brug for cirka 25-30 ml ilt pr. minut. Derfor en ilttrykforskel på 70 mmHg. st, tilstrækkeligt til at forsyne kroppen med ilt kl forskellige forhold dets aktiviteter: hvornår fysisk arbejde, sportsøvelser mv.
Diffusionshastigheden af kuldioxid fra blodet er 25 gange større end for oxygen, derfor med en trykforskel på 7 mm Hg. Art., kuldioxid har tid til at blive frigivet fra blodet.
Overførsel af gasser med blod
Blod transporterer ilt og kuldioxid. I blod, som i enhver væske, kan gasser være i to tilstande: fysisk opløst og kemisk bundet. Både ilt og kuldioxid opløses i meget små mængder i blodplasmaet. Mest af ilt og kuldioxid transporteres i kemisk bundet form.
Den vigtigste bærer af ilt er hæmoglobin i blodet. 1 g hæmoglobin binder 1,34 ml ilt. Hæmoglobin har evnen til at kombinere med ilt og danne oxyhæmoglobin. Jo højere partialtrykket af ilt er, jo mere oxyhæmoglobin dannes. I alveoleluften er partialtrykket af ilt 100-110 mm Hg. Kunst. Under sådanne forhold binder 97% af blodets hæmoglobin til ilt. Blod bringer ilt til væv i form af oxyhæmoglobin. Her er partialtrykket af ilt lavt, og oxyhæmoglobin - en skrøbelig forbindelse - frigiver ilt, som bruges af vævene. Bindingen af oxygen af hæmoglobin påvirkes også af kuldioxidspændingen. Kuldioxid reducerer hæmoglobins evne til at binde ilt og fremmer dissociationen af oxyhæmoglobin. Stigende temperatur reducerer også hæmoglobins evne til at binde ilt. Det er kendt, at temperaturen i vævene er højere end i lungerne. Alle disse forhold hjælper med at dissociere oxyhæmoglobin, som et resultat af hvilket blodet frigiver den ilt, der frigives fra den kemiske forbindelse, til vævsvæsken.
Hæmoglobins egenskab til at binde ilt er afgørende vigtig for kroppen. Nogle gange dør mennesker af mangel på ilt i kroppen, omgivet af det meste ren luft. Dette kan ske for en person, der befinder sig i lavtryksforhold (i høje højder), hvor den tynde atmosfære har et meget lavt partialtryk af ilt. 15. april 1875 ballon Zenit, som havde tre ballonfarter om bord, nåede en højde på 8000 m. Da ballonen landede, var der kun én person tilbage. Dødsårsagen var et kraftigt fald i partialtrykket af ilt ved høj højde. I store højder (7-8 km), arterielt blod på sin egen måde gassammensætning nærmer sig den venøse; alle væv i kroppen begynder at opleve en akut mangel på ilt, hvilket fører til alvorlige konsekvenser. Klatring til højder over 5000 m kræver normalt brug af specielle iltapparater.
Med særlig træning kan kroppen tilpasse sig det lave iltindhold i den atmosfæriske luft. En trænet persons vejrtrækning bliver dybere, antallet af røde blodlegemer i blodet stiger på grund af deres øgede dannelse i de hæmatopoietiske organer og deres forsyning fra bloddepotet. Derudover øges hjertesammentrækninger, hvilket fører til en stigning i minutblodvolumen.
Trykkamre er meget brugt til træning.
Kuldioxid transporteres af blodet i form af kemiske forbindelser - natrium- og kaliumbicarbonater. Bindingen af kuldioxid og dens frigivelse til blodet afhænger af dets spændinger i væv og blod.
Derudover er blodhæmoglobin involveret i overførslen af kuldioxid. I vævskapillærer kommer hæmoglobin ind kemisk forbindelse med kuldioxid. I lungerne nedbrydes denne forbindelse for at frigive kuldioxid. Omkring 25-30 % af den kuldioxid, der frigives i lungerne, bæres af hæmoglobin.
Mand trækker vejret atmosfærisk luft, som har følgende sammensætning: 20,94% oxygen, 0,03% kuldioxid, 79,03% nitrogen. I udåndingsluften Der påvises 16,3 % oxygen, 4 % kuldioxid, 79,7 % nitrogen.
Alveolær luft dens sammensætning adskiller sig fra atmosfærens. I alveoleluften falder iltindholdet kraftigt, og mængden af kuldioxid stiger. Procentindhold af individuelle gasser i alveolær luft: 14,2-14,6% oxygen, 5,2-5,7% kuldioxid, 79,7-80 % nitrogen.
LUNGENS STRUKTUR.
Lunger - parret åndedrætsorganer placeret i en hermetisk lukket brysthulen. Deres luftveje repræsenteret af nasopharynx, larynx, luftrør. Luftrøret i brysthulen er opdelt i to bronkier - højre og venstre, som hver forgrener sig gentagne gange danner det såkaldte bronkiale træ. De mindste bronkier - bronkioler i enderne udvider sig til blinde vesikler - pulmonale alveoler.
Gasudveksling sker ikke i luftvejene, og luftens sammensætning ændres ikke. Rummet indesluttet i luftvejene kaldes død, eller skadelig. Under stille vejrtrækning er mængden af luft i det døde rum 140-150 ml.
Lungernes struktur sikrer, at de udfører åndedrætsfunktionen. Alveolernes tynde væg består af et enkeltlags epitel, let gennemtrængeligt for gasser. Tilstedeværelsen af elastiske elementer og glatte muskelfibre sikrer hurtig og nem strækning af alveolerne, så de kan rumme store mængder luft. Hver alveolus er dækket af et tæt netværk af kapillærer, hvori lungearterien forgrener sig.
Hver lunge er dækket på ydersiden med en serøs membran - lungehinden, bestående af to blade: parietal og pulmonal (visceral). Mellem lagene af lungehinden er der snævert mellemrum fyldt med serøs væske - pleurahulen.
Udvidelsen og kollapsen af lungealveolerne samt luftens bevægelse langs luftvejene ledsages af forekomsten af respiratoriske lyde, som kan undersøges ved auskultation (auskultation).
Tryk i pleurahulen og mediastinum er altid normalt negativ. På grund af dette er alveolerne altid i en strakt tilstand. Negativt intrathorax tryk spiller en væsentlig rolle i hæmodynamikken, hvilket sikrer venøs tilbagevenden af blod til hjertet og forbedrer blodcirkulationen i lungecirklen, især under inhalationsfasen.
ÅNDEDRETTSCYKLUS.
Åndedrætscyklussen består af indånding, udånding og en respirationspause. Varighed indånding hos en voksen fra 0,9 til 4,7 sek, varighed udånding - 1,2-6 sek. Åndedrætspausen varierer i størrelse og kan endda være fraværende.
Åndedrætsbevægelser udføres med en vis rytme og frekvens, som er bestemt af antallet af udflugter bryst på 1 min. Hos en voksen er respirationsfrekvensen 12-18 på 1 min.
Dybde af vejrtrækningsbevægelser bestemt af amplituden af brystudflugter og brug særlige metoder gør det muligt at studere lungevolumener.
Inhalationsmekanisme. Indånding sikres ved udvidelse af brystet på grund af sammentrækning af åndedrætsmusklerne - de ydre interkostale muskler og mellemgulvet. Luftstrømmen ind i lungerne er i høj grad afhængig af undertryk i pleurahulen.
Udåndingsmekanisme. Udånding (udånding) opstår som et resultat af afslapning af åndedrætsmusklerne såvel som på grund af den elastiske trækkraft i lungerne, der forsøger at besætte udgangsposition. Lungernes elastiske kræfter er repræsenteret af vævskomponenten og kræfterne overfladespænding, som stræber efter at reducere den alveolære sfæriske overflade til et minimum. Alveolerne kollapser dog normalt aldrig. Årsagen til dette er tilstedeværelsen af et overfladeaktivt stabiliserende stof i alveolernes vægge - overfladeaktivt middel produceret af alveolocytter.
LUNGEVOLUMEN. LUNGEVENTILATION.
Tidevandsvolumen- mængden af luft, som en person indånder og udånder under stille vejrtrækning. Dens volumen er 300 - 700 ml.
Inspiratorisk reservevolumen- den mængde luft, der kan indføres i lungerne, hvis der efter en stille indånding foretages en maksimal indånding. Det inspiratoriske reservevolumen er lig med 1500-2000 ml.
Ekspiratorisk reservevolumen- den mængde luft, der fjernes fra lungerne, hvis der efter en rolig ind- og udånding foretages en maksimal udånding. Det svarer til 1500-2000 ml.
Resterende volumen- dette er mængden af luft, der bliver tilbage i lungerne efter den dybeste udånding. Restvolumen er lig med 1000-1500 ml luft.
Tidalvolumen, inspiratoriske og ekspiratoriske reservevolumener
udgøre den såkaldte vital kapacitet.
Lungernes vitale kapacitet hos mænd ung
beløber sig til 3,5-4,8 l, for kvinder - 3-3,5 l.
Total lungekapacitet består af lungernes vitale kapacitet og restvolumen af luft.
Lungeventilation- mængden af luft, der udskiftes på 1 minut.
Pulmonal ventilation bestemmes ved at gange tidalvolumenet med antallet af vejrtrækninger pr. minut (minutvolumen af vejrtrækning). Hos en voksen i en tilstand af relativ fysiologisk hvile er lungeventilation 6-8 l pr. 1 min.
Lungevolumener kan bestemmes vha specielle enheder - spirometer og spirograf.
TRANSPORT AF GASSER MED BLOD.
Blod leverer ilt til væv og transporterer kuldioxid væk.
Bevægelsen af gasser fra miljøet til væsken og fra væsken til miljøet udføres på grund af forskellen i deres partialtryk. Gas diffunderer altid fra et medium, hvor der er højt tryk ind i et miljø med lavere tryk.
Partialtryk af ilt i atmosfærisk luft 21,1 kPa (158 mmHg st.), i den alveolære luft - 14,4-14,7 kPa (108-110 mm Hg. st.) og i det venøse blod, der strømmer til lungerne - 5,33 kPa (40 mmHg st.). I arterielle blodkapillærer stor cirkel blodcirkulationen iltspænding er 13,6-13,9 kPa (102-104 mm Hg), i den interstitielle væske - 5,33 kPa (40 mm Hg), i væv - 2,67 kPa (20 mm Hg). Således er der på alle stadier af iltbevægelse en forskel i dets partialtryk, hvilket fremmer gasdiffusion.
Bevægelsen af kuldioxid sker i den modsatte retning. Kuldioxidspændingen i væv er 8,0 kPa eller mere (60 eller mere mm Hg), i venøst blod - 6,13 kPa (46 mm Hg), i alveolær luft - 0,04 kPa (0,3 mmHg). Derfor, forskellen i kuldioxidspænding langs dens rute forårsager gasdiffusion fra væv til miljøet.
Transport af ilt med blod. Ilt i blodet findes i to tilstande: fysisk opløsning og i kemisk binding med hæmoglobin. Hæmoglobin danner en meget skrøbelig, let dissocieret forbindelse med ilt - oxyhæmoglobin: 1g hæmoglobin binder 1,34 ml ilt. Den maksimale mængde ilt, der kan bindes i 100 ml blod er blodets iltkapacitet(18,76 ml eller 19 vol %).
Hæmoglobin iltmætning varierer fra 96 til 98%. Graden af mætning af hæmoglobin med ilt og dissociationen af oxyhæmoglobin (dannelse af reduceret hæmoglobin) er ikke i direkte sammenhæng proportional afhængighed fra iltspænding. Disse to processer er ikke lineære, men foregår langs en kurve, som kaldes oxyhæmoglobin binding eller dissociationskurve.
Ris. 25. Dissociationskurver for oxyhæmoglobin i vandig opløsning(I) og i blodet (II) ved en kuldioxidspænding på 5,33 kPa (40 mm Hg) (ifølge Barcroft).
Ved nul iltspænding er der ingen oxyhæmoglobin i blodet. Ved lave iltpartialtryk er hastigheden af oxyhæmoglobindannelse lav. Den maksimale mængde hæmoglobin (45-80%) binder til oxygen, når dets spænding er 3,47-6,13 kPa (26-46 mm Hg). En yderligere stigning i iltspændingen fører til et fald i hastigheden af oxyhæmoglobindannelse (fig. 25).
Hæmoglobins affinitet for ilt er betydeligt reduceret når blodreaktionen skifter til den sure side, som observeres i kroppens væv og celler på grund af dannelsen af kuldioxid
Overgangen af hæmoglobin til oxyhæmoglobin og fra det til reduceret afhænger også af temperatur. Ved det samme partialtryk af ilt i miljøet ved en temperatur på 37-38 ° C, går det over i den reducerede form største antal oxyhæmoglobin,
Transport af kuldioxid med blod. Kuldioxid transporteres til lungerne i form bikarbonater og i en tilstand af kemisk binding med hæmoglobin ( carbohæmoglobin).
ÅNDEDRÆTSCENTER.
Den rytmiske sekvens af indånding og udånding, såvel som ændringer i arten af åndedrætsbevægelser afhængigt af kroppens tilstand, reguleres åndedrætscenter placeret i medulla oblongata.
Der er to grupper af neuroner i åndedrætscentret: inspirerende Og ekspiratorisk. Når inspiratoriske neuroner er ophidsede, giver inspiration, aktiviteten af ekspiratoriske neuroner nerveceller hæmmet og omvendt.
I toppen af pons ( pons) befinde sig pneumotaksisk center, som styrer aktiviteten af de nedre indåndings- og udåndingscentre og giver korrekt vekslen cyklusser af åndedrætsbevægelser.
Åndedrætscentret, der ligger i medulla oblongata, sender impulser til motoriske neuroner rygrad , innervering af åndedrætsmusklerne. Membranen er innerveret af axoner af motoriske neuroner placeret på niveauet III-IV cervikale segmenter rygrad. Motorneuroner, hvis processer danner de interkostale nerver, der innerverer de interkostale muskler, er placeret i de forreste horn (III-XII) af thoraxsegmenterne rygrad.
Luft er naturlig blanding forskellige gasser. Mest af alt indeholder det elementer som nitrogen (ca. 77%) og oxygen, mindre end 2% er argon, kuldioxid og andre inerte gasser.
Oxygen eller O2 - det andet element periodiske system Og væsentlig komponent, uden hvilket liv på planeten næppe ville eksistere. Han deltager i forskellige processer, hvoraf alle levende tings vitale aktivitet afhænger.
I kontakt med
Luftsammensætning
O2 udfører funktionen oxidative processer i menneskelige legeme , som giver dig mulighed for at frigive energi til et normalt liv. I hvile menneskelige legeme kræver ca 350 milliliter ilt, for svære fysisk aktivitet denne værdi stiger tre til fire gange.
Hvor mange procent ilt er der i luften, vi indånder? Normen er 20,95% . Udåndingsluft indeholder mindre O2 – 15,5-16 %. Sammensætningen af udåndingsluft omfatter også kuldioxid, nitrogen og andre stoffer. Et efterfølgende fald i procentdelen af ilt fører til funktionsfejl, og kritisk værdi 7-8% årsager død.
Ud fra tabellen kan man f.eks. forstå, at udåndingsluften indeholder meget nitrogen og yderligere grundstoffer, men O2 kun 16,3 %. Iltindholdet i den indåndede luft er cirka 20,95 %.
Det er vigtigt at forstå, hvad et grundstof som ilt er. O2 - den mest almindelige på jorden kemisk element , som er farveløs, lugtfri og smagløs. Han optræder den vigtigste funktion oxidation i.
Uden det ottende element i det periodiske system du kan ikke lave ild. Tør oxygen forbedrer de elektriske og beskyttende egenskaber af film og reducerer deres volumenladning.
Dette element er indeholdt i følgende forbindelser:
- Silikater - de indeholder cirka 48% O2.
- (hav og frisk) – 89%.
- Luft – 21%.
- Andre forbindelser i jordskorpen.
Luft indeholder ikke kun gasformige stoffer, men også dampe og aerosoler, samt forskellige forurenende stoffer. Dette kan være støv, snavs eller andre forskellige små snavs. Det indeholder mikrober, som kan forårsage forskellige sygdomme. Influenza, mæslinger, kighoste, allergener og andre sygdomme - dette er blot en lille liste negative konsekvenser, som opstår, når luftkvaliteten forringes, og niveauet af sygdomsfremkaldende bakterier stiger.
Procentdelen af luft er mængden af alle de elementer, der udgør den. Det er mere praktisk at vise tydeligt, hvad luft består af, samt procentdelen af ilt i luften, på et diagram.
Diagrammet viser, hvilken gas der findes mest i luften. Værdierne vist på den vil være lidt forskellige for indåndet og udåndet luft.
Diagram - luftforhold.
Der er flere kilder, hvorfra ilt dannes:
- Planter. Mere fra skoleforløb biologi ved, at planter frigiver ilt, når de optager kuldioxid.
- Fotokemisk nedbrydning af vanddamp. Processen observeres under påvirkning solstråling V øverste lag atmosfære.
- Blanding af luftstrømme i de nedre atmosfæriske lag.
Funktioner af oxygen i atmosfæren og for kroppen
For mand stor værdi har en såkaldt deltryk, som gassen kunne producere, hvis den optog hele det optagede volumen af blandingen. Det normale partialtryk ved 0 meter over havets overflade er 160 millimeter kviksølv. En stigning i højden forårsager et fald i partialtrykket. Denne indikator er vigtig, da forsyningen af ilt til alle vigtige organer og i .
Oxygen bruges ofte til behandling forskellige sygdomme . Iltcylindre og inhalatorer hjælper menneskelige organer med at fungere normalt i nærvær af iltsult.
Vigtig! Luftens sammensætning påvirkes af mange faktorer i overensstemmelse hermed, iltprocenten kan ændre sig. Negativ økologiske situation fører til forringelse af luftkvaliteten. I megabyer og store bybebyggelser vil andelen af kuldioxid (CO2) være større end i små bygder eller i skove og beskyttede områder. Højde har også en stor betydning – iltprocenten vil være lavere i bjergene. Du kan overveje følgende eksempel - på Mount Everest, som når en højde på 8,8 km, vil iltkoncentrationen i luften være 3 gange lavere end i lavlandet. For at opholde sig sikkert på høje bjergtoppe skal du bruge iltmasker.
Luftens sammensætning har ændret sig gennem årene. Evolutionære processer naturkatastrofer førte derfor til ændringer i iltprocenten er faldet, der er nødvendige for biologiske organismers normale funktion. Flere historiske stadier kan overvejes:
- Forhistorisk æra. På dette tidspunkt var iltkoncentrationen i atmosfæren omkring 36 %.
- 150 år siden O2 optaget 26% fra den samlede luftsammensætning.
- I øjeblikket er iltkoncentrationen i luften lige under 21 %.
Efterfølgende udvikling af omverdenen kan føre til yderligere forandring luftsammensætning. I den nærmeste fremtid er det usandsynligt, at O2-koncentrationen kan være under 14 %, da dette ville medføre forstyrrelse af kroppens funktion.
Hvad fører iltmangel til?
Lavt indtag observeres oftest i indelukket transport, dårligt ventilerede områder eller i højden . Nedsat iltniveau i luften kan forårsage Negativ indflydelse på kroppen. Mekanismerne er udtømte og er mest påvirkede nervesystem. Der er flere grunde til, at kroppen lider af hypoxi:
- Blodmangel. Hedder i tilfælde af forgiftning carbonmonoxid . Lignende situation sænker iltindholdet i blodet. Dette er farligt, fordi blodet holder op med at levere ilt til hæmoglobin.
- Kredsløbsmangel. Er det muligt for diabetes, hjertesvigt. I en sådan situation forværres blodtransporten eller bliver umulig.
- Histotoksiske faktorer, der påvirker kroppen, kan forårsage tab af evnen til at optage ilt. Opstår ved forgiftning med gifte eller på grund af udsættelse for alvorlige...
Ud fra en række symptomer kan du forstå, at kroppen kræver O2. Først og fremmest vejrtrækningshastigheden stiger. Pulsen stiger også. Disse beskyttende funktioner er designet til at levere ilt til lungerne og forsyne dem med blod og væv.
Mangel på ilt årsager hovedpine, øget døsighed, forringelse af koncentrationen. Isolerede tilfælde er ikke så forfærdelige, de er ret nemme at rette. Til normalisering respirationssvigt Lægen ordinerer bronkodilatatorer og anden medicin. Hvis hypoxi tager alvorlige former, som f.eks tab af menneskelig koordination eller endda koma, så bliver behandlingen mere kompliceret.
Hvis der opdages symptomer på hypoxi, er det vigtigt konsulter straks en læge og ikke selvmedicinering, da brugen af en eller anden medicin afhænger af årsagerne til overtrædelsen. Hjælper til milde tilfælde behandling med iltmasker og puder, blodhypoxi kræver blodtransfusion, og korrektion af cirkulære årsager er kun mulig med kirurgi på hjertet eller blodkarrene.
Den utrolige rejse af ilt gennem vores krop
Konklusion
Ilt er det vigtigste luft komponent, uden hvilken det er umuligt at udføre mange processer på Jorden. Luftsammensætning har ændret sig over titusinder af år pga evolutionære processer, men i øjeblikket er mængden af ilt i atmosfæren nået på 21 %. Kvaliteten af den luft, en person indånder påvirker hans helbred Derfor er det nødvendigt at overvåge dets renlighed i rummet og forsøge at reducere miljøforurening.