Məlumat

Oksigen və karbon qazı ağciyərlərdə neçə hüceyrə membranı ilə yayılır?

Oksigen və karbon qazı ağciyərlərdə neçə hüceyrə membranı ilə yayılır?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ağciyərlərdə oksigen və karbon qazı diffuziya yolu ilə hüceyrə membranlarından keçir. Hansı sıra düzgündür?

Düzgün cavab D-dir, amma məncə B olmalıdır. Maksimum üç təbəqə haqqında düşünə bilərəm; alveolların epiteli, kapilyarların endoteliyası və qırmızı qan hüceyrəsinin membranı. Qalanların nə olduğunu bilmirəm.

Hər hansı bir yardım çox yüksək qiymətləndiriləcəkdir!


Oksigen alveolyar lümendən eritrositin sitoplazmasına keçir və bu, 5 membrandan ibarətdir:

  • alveolyar epitel hüceyrəsinin "üst hissəsi"
  • belə hüceyrənin "aşağı"
  • endotel hüceyrəsinin "yuxarı" (kapilyar)
  • belə hüceyrənin "aşağı"
  • eritrosit membranı

Hüceyrələrin hamısını düzgün seçmisiniz, amma yeganə probleminiz bu idi: oksigen hüceyrə membranından yayılır. girir hüceyrə, sitoplazmada hərəkət edir və yenidən membran vasitəsilə yayılır çıxış hüceyrə. Beləliklə, hər hüceyrə üçün 2 membran saymalısınız. Sonuncu eritrosit üçün yalnız 1 membranınız var (çünki belədir $ce{O2}$ son təyinat).

Üçün $ce{CO2}$ vəziyyət bir az daha mürəkkəbdir. Bizdə eyni 4 membran var (2x epitel hüceyrəsi və 2x kapilyar), lakin $ce{CO2}$ 2 yerdən gələ bilər:

  • əmələ gəldiyi eritrositdən $ce{H2CO3}$ (reaksiya ilə $ce{H2CO3 -> H2O + CO2}$) və ya hemoglobin kimi zülalların N-terminal qrupundan ayrılır (əvvəllər bağlandığı yerdə)
  • plazmadan (təxminən 9%) $ce{CO2}$).

Birinci halda 5 membranımız var, ikinci halda isə yalnız 4.

Beləliklə, düzgün cavab D-dir.


Oksigen və karbon qazı ağciyərlərdə neçə hüceyrə membranı ilə yayılır? - Biologiya

Tənəffüs sisteminin əsas funksiyası bədən toxumalarının hüceyrələrinə oksigeni çatdırmaq və hüceyrə tullantıları məhsulu olan karbon dioksidi çıxarmaqdır. İnsan tənəffüs sisteminin əsas strukturları burun boşluğu, nəfəs borusu və ağciyərlərdir.

Şəkil 1. Birhüceyrəli yosunların hüceyrəsi Ventricaria ventricosa diametri bir ilə beş santimetrə çatan ən böyük məlumlardan biridir. Bütün təkhüceyrəli orqanizmlər kimi, V. ventricosa hüceyrə membranı boyunca qaz mübadiləsini həyata keçirir.

Bütün aerob orqanizmlər metabolik funksiyalarını yerinə yetirmək üçün oksigenə ehtiyac duyurlar. Təkamül ağacı boyunca müxtəlif orqanizmlər ətrafdakı atmosferdən oksigen əldə etmək üçün müxtəlif vasitələr hazırlamışlar. Heyvanın yaşadığı mühit heyvanın necə nəfəs aldığını böyük ölçüdə müəyyən edir. Tənəffüs sisteminin mürəkkəbliyi orqanizmin ölçüsü ilə əlaqələndirilir. Heyvan ölçüsü artdıqca diffuziya məsafələri artır və səth sahəsinin həcmə nisbəti azalır. Birhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrə membranı vasitəsilə diffuziya hüceyrəni oksigenlə təmin etmək üçün kifayətdir (Şəkil 1). Diffuziya yavaş, passiv daşıma prosesidir. Diffuziyanın hüceyrəni oksigenlə təmin etmək üçün mümkün bir vasitə olması üçün oksigenin qəbulu sürəti membran boyunca yayılma sürətinə uyğun olmalıdır. Başqa sözlə, hüceyrə çox böyük və ya qalın olsaydı, diffuziya hüceyrənin içini kifayət qədər tez oksigeni təmin edə bilməzdi. Buna görə də, oksigen əldə etmək və karbon qazını çıxarmaq vasitəsi kimi diffuziyadan asılılıq yalnız kiçik orqanizmlər və ya bir çox yastı qurdlar (Platyhelminthes) kimi yüksək yastı bədənli orqanizmlər üçün mümkün olaraq qalır. Daha böyük orqanizmlər oksigeni bütün bədənlərinə daşımaq üçün mürəkkəb qan dövranı sistemi ilə müşayiət olunan qəlpələr, ağciyərlər və tənəffüs yolları kimi xüsusi tənəffüs toxumalarını inkişaf etdirməli idilər.


Osmoz nədir?

Osmos passiv nəqliyyatın xüsusi halıdır. Su bəzi molekulların keçməsinə imkan verən, digərlərinə isə keçməyən yarıkeçirici membran vasitəsilə yayılır.

Osmosda su axınının istiqaməti məhlulun konsentrasiyası ilə müəyyən edilir. a-dan su yayılır hipotonik (aşağı məhlul konsentrasiyası) məhluldan a hipertonik (yüksək məhlul konsentrasiyası) məhlulu. Yuxarıdakı misalda su şəkər konsentrasiyasının aşağı olduğu yarımkeçirici membranın sol tərəfindən şəkər molekulunun konsentrasiyasının daha yüksək olduğu membranın sağ tərəfinə doğru hərəkət edir. Əgər molekulun konsentrasiyası membranın hər iki tərəfində eyni olsaydı, su bərabər şəkildə axardı (izotonik) membranın hər iki tərəfi arasında.


Fəsil Baxışı

Oksigen ilk növbədə qan vasitəsilə eritrositlər tərəfindən daşınır. Bu hüceyrələrdə hemoqlobin adlanan, halqaya bənzər quruluşa malik dörd alt bölmədən ibarət olan bir metalloprotein var. Hər bir alt bölmədə bir heme molekuluna bağlı bir dəmir atomu var. Heme oksigeni elə bağlayır ki, hər bir hemoglobin molekulu dörd oksigen molekulunu birləşdirə bilsin. Qandakı bütün heme vahidləri oksigenə bağlandıqda, hemoglobin doymuş sayılır. Yalnız bəzi heme vahidləri oksigenə bağlandıqda hemoglobin qismən doymuş olur. Oksigen-hemoqlobinin doyma/dissosiasiya əyrisi oksigenin qismən təzyiqindən asılı olaraq oksigenin hemoglobinə necə asanlıqla bağlanması və ya ondan ayrılması əlaqəsini təsvir etmək üçün ümumi bir üsuldur. Oksigenin qismən təzyiqi artdıqca, hemoglobin oksigenə daha asan bağlanır. Eyni zamanda, bir oksigen molekulu hemoglobinə bağlandıqdan sonra, əlavə oksigen molekulları hemoglobinə daha asan bağlanır. Temperatur, pH, karbon dioksidin qismən təzyiqi və 2,3-bifosfogliseratın konsentrasiyası kimi digər amillər də hemoglobin və oksigenin bağlanmasını gücləndirə və ya maneə törədə bilər. Dölün hemoglobinin böyüklər hemoglobindən fərqli bir quruluşa malikdir, bu da fetal hemoglobinin yetkin hemoglobinə nisbətən oksigenə daha çox yaxınlığı ilə nəticələnir.

Karbon qazı qanda üç fərqli mexanizmlə daşınır: həll edilmiş karbon dioksid, bikarbonat və ya karbaminohemoqlobin şəklində. Karbon qazının kiçik bir hissəsi qalır. Ən çox daşınan karbon qazı eritrositlərdə əmələ gələn bikarbonatdır. Bu çevrilmə üçün karbon qazı karbonik anhidraz adlı fermentin köməyi ilə su ilə birləşdirilir. Bu birləşmə öz-özünə bikarbonat və hidrogen ionlarına ayrılan karbon turşusu əmələ gətirir. Bikarbonat eritrositlərdə yığıldıqca, xlorid yerdəyişməsi adlanan mexanizmlə xlorid ionları müqabilində membrandan plazmaya keçir. Ağciyər kapilyarlarında bikarbonat xlorid ionları müqabilində yenidən eritrositlərə daxil olur və karbon anhidrazı ilə reaksiya tərsinə çevrilərək karbon qazı və suyu yenidən yaradır. Karbon qazı daha sonra eritrositdən və tənəffüs membranından havaya yayılır. Aralıq miqdarda karbon qazı birbaşa hemoglobinə bağlanaraq karbaminohemoqlobin əmələ gətirir. Karbon dioksid və oksigenin qismən təzyiqləri, həmçinin hemoglobinin oksigenlə doyması, hemoglobinin karbon dioksidi necə asanlıqla bağlamasına təsir göstərir. Doymuş hemoglobin nə qədər az olarsa və qanda oksigenin qismən təzyiqi nə qədər aşağı olarsa, hemoglobin karbon dioksidlə daha asan bağlanır. Bu Haldane effektinin bir nümunəsidir.


Tənəffüs sisteminə baxış

Bədəndəki hər hüceyrənin yaşaması üçün hər an oksigen olmalıdır. Onlar həmçinin karbon qazı tullantılarından qurtulmalıdırlar. Bunun işidir tənəffüs sistemi.

Əslində tənəffüsün dörd hissəsi var.

  1. Birincisi, hava ağciyərlərə daxil olub, oksigeni içəriyə və karbon qazını çıxarmalıdır. Budur ağciyər ventilyasiyası.
  2. İkincisi, oksigen və karbon qazı ağciyərlərin içərisindəki kiçik alveolları əhatə edən kapilyarlarda dəyişdirilməlidir. Budur xarici tənəffüs.
  3. Üçüncüsü, oksigen və karbon qazı ağciyərlərdən qanla hərəkət edən bədənin bütün hüceyrələrinə daxil olmalıdır. Budur tənəffüs qazlarının daşınması.
  4. Dördüncüsü, oksigen kapilyarlarda olan toxumalara çatdıqdan sonra hüceyrələrə keçməlidir, karbon qazı isə hüceyrələrdən gəlir. Budur daxili tənəffüs.

The orqanlarTənəffüs sisteminə aşağıdakılar daxildir: burun, farenks, qırtlaq, nəfəs borusu, bronxlar, bronxiollar, ağciyərləralveollar.

Tənəffüs sisteminin orqanlarını iki hissəyə bölmək olar:

The tənəffüs zonası, faktiki qaz mübadiləsinin baş verdiyi yer. Bura daxildir: alveollar, onların kiçik kanalları və bəzi kiçik bronxiollar.

Qalan orqanlar sadədir keçirici zona (ölü hava boşluğu). Bura daxildir: burun, farenks, qırtlaq, traxeya və bronxlar.

Nəfəs alma yolu

The burun tənəffüs sisteminin gördüyünüz yeganə hissəsidir. Bura havanın daxil olduğu yerdir, eyni zamanda havanın qızdırıldığı, nəmləndirildiyi, süzüldüyü, təmizləndiyi və qoxulandığı yerdir.

Sonradan keçir farenks, bu, sadəcə bir keçiddir, lakin onun tərəfindən çalınır badamcıqlar hava ilə daxil olan bakteriyaları tələyə və öldürür.

The qırtlaq qapıdır. Qida farenksdən keçərkən qırtlaq bağlanır. Biz nəfəs aldığımız zaman hava açıqdır və ağciyərlərə doğru keçir. Qırtlaq da var səs telləri nitq üçün səs verən. Hava qırtlaqdan keçdikdən sonra traxeyaya daxil olurlar.

The nəfəs borusu və ya nəfəs borusu təxminən 4 düym uzunluğundadır (12 sm) və sərt kiçik halqalarla açıq saxlanılır qığırdaq. Qığırdaqın son halqası adlanır karina və həssas toxuma ilə örtülüdür. Havadan başqa bir şeyi nəfəs alsanız, karina toxunduqda, yox olana qədər şiddətlə öskürürsünüz. Bu, aşağı tənəffüs yollarını tıxanmaqdan qoruyur.


Traxeya ikiyə çevrilmək üçün dibində parçalanır bronxlar, hər ağciyər üçün bir. Sağ və sol bronxlar ağciyərlərə daxil olur və dəfələrlə daha kiçik və daha kiçik tənəffüs yollarına şaxələnir.

İndiyə qədər hava sadəcə keçib keçirici zona. Qaz mübadiləsi olmayıb. İndi daxil olur tənəffüs zonası bronxiollardan kiçik alveolalara qədər.

Həqiqi tənəffüs ən kiçik bronxiollarda başlayır tənəffüs bronxiolları. Budaqlanırlar alveolyar kanallar və nəhayət, kiçiklərə alveollar. Onlar kiçik üzüm salxımlarına bənzəyirlər. Burada qaz mübadiləsi baş verir.

Oksigeni daşıyan kapilyarlar düz alveollara qarşı uzanır və onları əmələ gətirir tənəffüs membranıe. Bu membranda oksigen karbon qazı ilə mübadilə edildikdə, tənəffüs baş verib.

İki ağciyərlər ürəyin ətrafındakı qabırğaları və ürəyə gedən və ondan çıxan böyük qan damarlarını doldurun. Ürək bir az sola əyilmişdir, buna görə sol ağciyər sağ ağciyərdən kiçikdir. Sol ağciyərdə iki lob (bölmə) var. Sağ ağciyərdə üç lob (bölmə) var.

Hər birinin içərisində lob, daha kiçik seqmentlər var ki, onların hər birinin öz qan tədarükü var, karbon qazını içəriyə və oksigeni çıxarır.

The ağciyər arteriyaları karbon qazını ağciyərlərə və ciyərlərə gətirin ağciyər damarları oksigeni çıxarın və ürəyə geri gətirin. Bu, bütün bədəndə damarların oksigenlə zəngin qanı, arteriyaların isə oksigensiz qanı daşıdığı yeganə yerdir.

The bronxial ağac ən kiçik alveollara qədər bütün budaqlanan kanalları ilə ağciyər seqmentlərində rast gəlinir.

Ağciyərlər iki qatlı membranla örtülmüşdür plevra. Bu iki təbəqənin arasında sürüşkən bir maye var ki, bu da nəfəs aldığınız və nəfəs aldığınız zaman bir-biri ilə sürüşməyə imkan verir. Ağciyərlər çox uzanır (elastik). Nəfəs aldığınız zaman onlar genişlənir. Nəfəs aldığınız zaman onlar öz formasına qayıdırlar. Hər bir nəfəs alma və nəfəs alma ilə xilas olmamız lazım olan karbon qazı tullantılarına oksigen verən həyatı dəyişdirdik.

Böyük, günbəz formalı diafraqma əzələ ağciyərlərin bazasına yapışdırılır və qabırğaya bərkidilir. Nəfəs alma zamanı ağciyərlərin genişlənməsinə kömək edir. Daha kiçik qabırğaarası əzələlər qabırğalar arasında nəfəs alma zamanı qabırğanın genişlənməsinə və sıxılmasına kömək edir.

Qiymətləndirmək Tənəffüs sistemi ilə başa düşmək Çoxlu Seçim Testi.

Təhsil the Tənəffüs sisteminin diaqramı, sonra biliklərinizi sınayın Tənəffüs sisteminin etiketlənməsi.

__________________________________________________________________________


39.1 Qaz mübadiləsi sistemləri

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Xarici mühitdən ağciyərlərə havanın keçidini təsvir edin
  • Ağciyərlərin hissəciklərdən necə qorunduğunu izah edin

Tənəffüs sisteminin əsas funksiyası bədən toxumalarının hüceyrələrinə oksigeni çatdırmaq və hüceyrə tullantıları məhsulu olan karbon dioksidi çıxarmaqdır. İnsan tənəffüs sisteminin əsas strukturları burun boşluğu, nəfəs borusu və ağciyərlərdir.

Bütün aerob orqanizmlər metabolik funksiyalarını yerinə yetirmək üçün oksigenə ehtiyac duyurlar. Təkamül ağacı boyunca müxtəlif orqanizmlər ətrafdakı atmosferdən oksigen əldə etmək üçün müxtəlif vasitələr hazırlamışlar. Heyvanın yaşadığı mühit heyvanın necə nəfəs aldığını böyük ölçüdə müəyyən edir. Tənəffüs sisteminin mürəkkəbliyi orqanizmin ölçüsü ilə əlaqələndirilir. Heyvan ölçüsü artdıqca diffuziya məsafələri artır və səth sahəsinin həcmə nisbəti azalır. Birhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrəni oksigenlə təmin etmək üçün hüceyrə membranı vasitəsilə diffuziya kifayətdir (Şəkil 39.2). Diffuziya yavaş, passiv daşıma prosesidir. Diffuziyanın hüceyrəni oksigenlə təmin etmək üçün mümkün bir vasitə olması üçün, oksigenin mənimsənilmə sürəti membrandakı diffuziya sürətinə uyğun olmalıdır. Başqa sözlə, hüceyrə çox böyük və ya qalın olsaydı, diffuziya hüceyrənin içini kifayət qədər tez oksigeni təmin edə bilməzdi. Buna görə də, oksigen əldə etmək və karbon dioksidi çıxarmaq vasitəsi kimi diffuziyadan asılılıq yalnız kiçik orqanizmlər və ya bir çox yastı qurdlar (Platyhelminthes) kimi yüksək yastı bədənləri olan orqanizmlər üçün mümkün olaraq qalır. Daha böyük orqanizmlər oksigeni bütün bədənlərinə daşımaq üçün mürəkkəb qan dövranı sistemləri ilə müşayiət olunan qəlpələr, ağciyərlər və tənəffüs yolları kimi xüsusi tənəffüs toxumalarını inkişaf etdirməli idilər.

Birbaşa diffuziya

Kiçik çoxhüceyrəli orqanizmlər üçün onların oksigen ehtiyaclarını ödəmək üçün xarici membrandan diffuziya kifayətdir. Səth membranları arasında birbaşa diffuziya yolu ilə qaz mübadiləsi diametri 1 mm-dən az olan orqanizmlər üçün effektivdir. Knidar və yastı qurdlar kimi sadə orqanizmlərdə orqanizmin hər bir hüceyrəsi xarici mühitə yaxındır. Onların hüceyrələri nəm saxlanılır və qazlar birbaşa diffuziya yolu ilə sürətlə yayılır. Yastı qurdlar kiçik, sözün əsl mənasında yastı qurdlardır və onlar xarici membrana diffuziya yolu ilə “nəfəs alırlar” (Şəkil 39.3). Bu orqanizmlərin düz forması diffuziya üçün səth sahəsini artırır, bədəndəki hər bir hüceyrənin xarici membran səthinə yaxın olmasını və oksigenə çıxışı təmin edir. Yastı qurdun silindrik bədəni olsaydı, mərkəzdəki hüceyrələr oksigen ala bilməzdi.

Dəri və Gills

Torpaq qurdları və suda-quruda yaşayanlar dərilərindən (intequment) tənəffüs orqanı kimi istifadə edirlər. Kapilyarların sıx bir şəbəkəsi dərinin bir az altında yerləşir və xarici mühitlə qan dövranı sistemi arasında qaz mübadiləsini asanlaşdırır. Tənəffüs səthi nəm olmalıdır ki, qazlar həll olunsun və hüceyrə membranları arasında yayılsın.

Suda yaşayan orqanizmlər sudan oksigen almalıdırlar. Oksigen suda həll olur, lakin atmosferdən daha az konsentrasiyada. Atmosferdə təxminən 21 faiz oksigen var. Suda oksigen konsentrasiyası bundan xeyli aşağıdır. Balıqlar və bir çox digər su orqanizmləri sudan həll olunmuş oksigeni qəbul etmək üçün qəlpələr əmələ gətirmişlər (Şəkil 39.4). Gills yüksək budaqlanmış və bükülmüş nazik toxuma filamentləridir. Su qəlpələrin üzərindən keçdikdə, suda həll olunan oksigen qan dövranına sürətlə yayılır. Qan dövranı sistemi daha sonra oksigenlə zəngin qanı bədənin digər hissələrinə daşıya bilər. Tərkibində qan əvəzinə selom mayesi olan heyvanlarda oksigen gill səthləri boyunca selomik mayeyə yayılır. Gilllər mollyuskalarda, annelidlərdə və xərçəngkimilərdə olur.

Gillərin qatlanmış səthləri balığın kifayət qədər oksigen almasını təmin etmək üçün geniş bir səth sahəsi təmin edir. Diffuziya, tarazlığa çatana qədər materialın yüksək konsentrasiyalı bölgələrdən aşağı konsentrasiyaya keçdiyi bir prosesdir. Bu vəziyyətdə oksigen molekullarının aşağı konsentrasiyası olan qan gills vasitəsilə dövr edir. Suda oksigen molekullarının konsentrasiyası gilllərdəki oksigen molekullarının konsentrasiyasından daha yüksəkdir. Nəticədə, oksigen molekulları Şəkil 39.5-də göstərildiyi kimi sudan (yüksək konsentrasiyadan) qana (aşağı konsentrasiya) diffuziya edir. Eynilə, qandakı karbon dioksid molekulları qandan (yüksək konsentrasiya) suya (aşağı konsentrasiya) yayılır.

Traxeya Sistemləri

Böcəklərin tənəffüsü onun qan dövranı sistemindən müstəqildir, buna görə də qan oksigen nəqlində birbaşa rol oynamır. Böcəklərdə oksigeni bütün bədənə daşıyan kiçik borular şəbəkəsindən ibarət olan trakeal sistem adlanan yüksək ixtisaslaşdırılmış tənəffüs sistemi var. Traxeya sistemi aktiv heyvanlarda ən birbaşa və effektiv tənəffüs sistemidir. Traxeya sistemindəki borular xitin adlı polimer materialdan hazırlanır.

Böcəklərin cəsədlərinin döş qəfəsi və qarın boyunca spiracles adlanan deşikləri var. Bu açılışlar boru şəbəkəsinə qoşularaq, oksigenin bədənə keçməsini təmin edir (Şəkil 39.6) və CO-nun diffuziyasını tənzimləyir.2 və su buxarı. Hava traxeya sisteminə spiracles vasitəsilə daxil olur və çıxır. Bəzi həşəratlar bədən hərəkətləri ilə trakeal sistemi havalandıra bilirlər.

Məməli sistemləri

Məməlilərdə ağciyər ventilyasiyası inhalyasiya (nəfəs alma) yolu ilə baş verir. Tənəffüs zamanı hava burnun içərisində yerləşən burun boşluğundan bədənə daxil olur (Şəkil 39.7). Hava burun boşluğundan keçərkən, hava bədən istiliyinə qədər qızdırılır və nəmləndirilir. Toxumaların hava ilə birbaşa təmasdan möhürlənməsi üçün tənəffüs yolları seliklə örtülmüşdür. Mucus suda yüksəkdir. Hava selikli qişaların bu səthlərindən keçərkən suyu götürür. Bu proseslər havanı bədən şərtlərinə uyğunlaşdırmağa kömək edir, soyuq, quru havanın səbəb ola biləcəyi hər hansı bir zərəri azaldır. Havada üzən hissəciklər burun keçidlərində selik və kirpiklər vasitəsilə çıxarılır. Hissəciklərin istiləşməsi, nəmləndirilməsi və çıxarılması prosesləri traxeyanın və ağciyərlərin zədələnməsinin qarşısını alan mühüm qoruyucu mexanizmlərdir. Beləliklə, inhalyasiya tənəffüs sisteminə oksigeni gətirməklə yanaşı, bir neçə məqsədə xidmət edir.

Vizual əlaqə

Məməlilərin tənəffüs sistemi ilə bağlı aşağıdakı mülahizələrdən hansı yanlışdır?

  1. Nəfəs aldığımız zaman hava farenksdən nəfəs borusuna keçir.
  2. Bronxiollar bronxlara şaxələnir.
  3. Alveolyar kanallar alveolyar kisələrə bağlanır.
  4. Ağciyər və qan arasında qaz mübadiləsi alveolda baş verir.

Burun boşluğundan hava nəfəs borusu (Şəkil 39.7) yolunu tutduğu üçün farenks (boğaz) və qırtlaqdan (səs qutusu) keçir. Traxeyanın əsas funksiyası inhalyasiya edilmiş havanı ağciyərlərə ötürmək və nəfəslə çıxarılan havanı bədəndən geri qaytarmaqdır. İnsan nəfəs borusu təxminən 10-12 sm uzunluğunda və 2 sm diametrdə bir silindrdir və yemək borusunun qarşısında oturur və qırtlaqdan döş boşluğuna uzanır və burada orta toraksda iki əsas bronxa bölünür. Hialin qığırdaqdan və hamar əzələdən ibarət natamam halqalardan ibarətdir (Şəkil 39.8). Traxeya selik əmələ gətirən qədəh hüceyrələri və kirpikli epiteliya ilə örtülmüşdür. Kirpiklər selikdə sıxılmış yad hissəcikləri farenksə doğru itələyir. Qığırdaq, keçidi açıq saxlamaq üçün nəfəs borusuna güc və dəstək verir. Hamar əzələ büzülərək traxeyanın diametrini azalda bilər, bu da vaxtı keçmiş havanın böyük bir qüvvə ilə ağciyərlərdən yuxarıya doğru axmasına səbəb olur. Məcburi ekshalasiya öskürək zamanı bəlğəmi çıxarmağa kömək edir. Hamar əzələ xarici mühitdən və ya bədənin sinir sistemindən gələn stimullardan asılı olaraq büzülə və ya rahatlaya bilər.

Ağciyərlər: bronxlar və alveollar

Traxeyanın ucu sağ və sol ağciyərlərə ikiləşir (bölünür). Ağciyərlər eyni deyil. Sağ ağciyər daha böyükdür və üç lobdan ibarətdir, kiçik sol ağciyər isə iki lobdan ibarətdir (Şəkil 39.9). Nəfəs almağı asanlaşdıran əzələ diafraqması ağciyərlərdən (aşağıda) aşağıdır və döş qəfəsinin sonunu qeyd edir.

Ağciyərlərdə hava daha kiçik və daha kiçik keçidlərə və ya bronxlara yönəldilir. Hava ağciyərlərə iki əsas (əsas) bronx (tək: bronx) vasitəsilə daxil olur. Hər bir bronx ikinci dərəcəli bronxlara, daha sonra üçüncü bronxlara bölünür, onlar da öz növbəsində bölünür və ağciyərdə parçalanaraq yayıldıqca daha kiçik və daha kiçik diametrli bronxiollar yaradır. Traxeya kimi bronxlar da qığırdaq və hamar əzələdən ibarətdir. Bronxiollarda qığırdaq elastik liflərlə əvəz olunur. Bronxlar, sinir sisteminin siqnallarından asılı olaraq bronxlarda və bronxiollarda əzələlərin daralmasını (parasimpatik) və ya rahatlamasını (simpatik) idarə edən həm parasimpatik, həm də simpatik sinir sistemlərinin sinirləri tərəfindən innervasiya olunur. İnsanlarda diametri 0,5 mm-dən kiçik olan bronxiollar tənəffüs bronxiollarıdır. Onların qığırdaqları yoxdur və buna görə də formalarını dəstəkləmək üçün inhalyasiya edilmiş havaya güvənirlər. Keçid yollarının diametri azaldıqca hamar əzələlərin nisbi miqdarı artır.

Terminal bronxiollar tənəffüs bronxiolları adlanan mikroskopik budaqlara bölünür. Tənəffüs bronxiolları bir neçə alveolyar kanala bölünür. Alveol kanallarını çoxlu sayda alveol və alveolyar kisələr əhatə edir. Alveolyar kisələr bronxiolların ucuna bağlanmış üzüm salxımlarına bənzəyir (Şəkil 39.10). Acinar bölgədə alveolyar kanallar hər bronxiolun ucuna yapışdırılır. Hər bir kanalın sonunda təxminən 100 alveolyar kisə var, hər birində diametri 200-300 mikron olan 20-30 alveol var. Qaz mübadiləsi yalnız alveollarda baş verir. Alveollar nazik divarlı parenximal hüceyrələrdən ibarətdir, adətən bir hüceyrə qalınlığında, kisələrin içərisində kiçik baloncuklara bənzəyir. Alveollar qan dövranı sisteminin kapilyarları (bir hüceyrə qalınlığı) ilə birbaşa təmasdadır. Belə intim əlaqə oksigenin alveollardan qana yayılmasını və bədənin hüceyrələrinə paylanmasını təmin edir. Bundan əlavə, hüceyrələr tərəfindən bir tullantı məhsul kimi istehsal olunan karbon qazı, nəfəs almaq üçün qandan alveolalara yayılacaq. Kapilyarların və alveolların anatomik düzülüşü tənəffüs və qan dövranı sistemlərinin struktur və funksional əlaqəsini vurğulayır. Çünki çoxlu alveol var (

ağciyər başına 300 milyon) hər bir alveolyar kisənin içində və hər alveolyar kanalın sonunda bir o qədər kisə var, ağciyərlər süngərə bənzər bir konsistensiyaya malikdir. Bu təşkilat qaz mübadiləsi üçün mövcud olan çox böyük bir səth sahəsi istehsal edir. Ağciyərlərdə alveolların səthi təxminən 75 m 2-dir. Bu böyük səth sahəsi alveolyar parenximal hüceyrələrin nazik divarlı təbiəti ilə birlikdə qazların hüceyrələr arasında asanlıqla yayılmasına imkan verir.


Enerjisiz Nəqliyyat

Passiv nəqliyyat maddələr hüceyrədən heç bir enerji daxil olmadan plazma membranından keçdikdə baş verir. Maddələr daha yüksək konsentrasiyaya malik olan ərazidən daha az konsentrasiyaya malik olan sahəyə keçdiyi üçün enerjiyə ehtiyac yoxdur. Su məhlulları biologiyada çox vacibdir. Su digər molekullarla qarışdıqda bu qarışığa a deyilir həll. Su budur həlledici və həll olunmuş maddədir həlledici. Məhlul məhlul ilə xarakterizə olunur. Məsələn, su və şəkər şəkər məhlulu kimi xarakterizə olunacaq. Müəyyən bir həcmdə həll olunan maddənin hissəcikləri nə qədər çox olarsa, konsentrasiyası da o qədər yüksək olar. Məhlulun zərrəcikləri həmişə daha çox cəmləşdiyi ərazidən daha az konsentrasiyalı olan sahəyə keçir. Bu, bir az təpədən aşağı yuvarlanan topa bənzəyir. Heç bir əlavə enerji tələb etmədən öz-özünə gedir.

Hüceyrə nəqlinin müxtəlif kateqoriyaları Şəkil (PageIndex<2>)-də göstərilmişdir. Hüceyrə nəqli aşağıdakı kimi təsnif edilə bilər:

  • O cümlədən passiv nəqliyyat
    • Sadə diffuziya
    • Osmos
    • Asanlaşdırılmış diffuziya
    • Nasos Nəqliyyat ola bilər
      • ilkin
      • ikinci dərəcəli
      • Ekzositoz
      • Endositoz daxildir
        • Pinositoz
        • Faqositoz
        • Reseptor-vasitəçi endositoz

        Şəkil (PageIndex<2>): Hüceyrə Nəqliyyatı Konsepsiya Xəritəsi plazma membranında baş verən müxtəlif növ hüceyrə nəqlini göstərir.

        Sadə diffuziya

        Diffuziya Diffuziyanın nə olduğunu bilməsəniz də, bu prosesi yaşadınız. Evinizin giriş qapısına girdiyinizi və mətbəxdən gələn xoş ətir qoxusunu xatırlayırsınızmı? Məhz hissəciklərin mətbəxdən evin giriş qapısına yayılması qoxuları aşkar etməyə imkan verirdi. Diffuziyahissəciklərin daha çox konsentrasiyalı sahədən daha az konsentrasiyalı sahəyə xalis hərəkəti kimi müəyyən edilir.

        Şəkil (PageIndex<3>). Sadə diffuziya, hüceyrə membranı ilə hüceyrənin daxili hissəsindən (hüceyrədaxili boşluq) ayrılan hüceyrənin xarici hissəsi (hüceyrələrarası boşluq) ilə bir zaman çizelgesi kimi göstərir. Zaman çizelgesinin əvvəlində hüceyrənin xaricində çoxlu molekul var və içərisində heç biri yoxdur. Vaxt keçdikcə hüceyrənin içərisinə xaricdə və içəridə bərabər miqdarda olana qədər yayılırlar.

        Qaz, maye və ya bərk cisimdəki molekullar kinetik enerjilərinə görə daimi hərəkətdədirlər. Molekullar daimi hərəkətdədir və bir-biri ilə toqquşur. Bu toqquşmalar molekulların təsadüfi istiqamətlərdə hərəkət etməsinə səbəb olur. Lakin zaman keçdikcə daha çox molekul daha az konsentrasiyalı sahəyə doğru irəliləyəcək. Beləliklə, molekulların xalis hərəkəti həmişə daha sıx şəkildə yığılmış yerlərdən daha az sıx yığılmış sahələrə doğru olur. Çox şey yayıla bilər. Qoxular havada, duz suda, qida maddələri isə qandan bədən toxumalarına yayılır. Yüksək konsentrasiyalı bir sahədən daha az konsentrasiyalı bir sahəyə təsadüfi hərəkətlə hissəciklərin bu yayılmasına diffuziya deyilir. Molekulların bu qeyri-bərabər paylanması konsentrasiya qradiyenti adlanır. Molekullar bərabər paylandıqdan sonra dinamik tarazlıq yaranır. Molekullar hərəkət etməyə davam etdiyi üçün tarazlığın dinamik olduğu deyilir, lakin bu dəyişikliyə baxmayaraq, zamanla konsentrasiyada xalis dəyişiklik yoxdur. Həm canlı, həm də cansız sistemlər diffuziya prosesini yaşayır. Canlı sistemlərdə diffuziya qazlar və kiçik yüksüz molekullar kimi çoxlu sayda maddələrin hüceyrələrə daxil və hüceyrədən xaricə hərəkətindən məsuldur.


        Oksigen və karbon qazı insanlarda hüceyrə membranları arasında necə hərəkət edir?

        Oksigen və karbon qazı sadə diffuziya yolu ilə hüceyrə membranları arasında hərəkət edir, bu proses heç bir enerji girişi tələb etmir və hüceyrə membranının hər iki tərəfindəki konsentrasiya fərqləri ilə idarə olunur.

        İzahat:

        Sadə diffuziya hava təravətləndiricisinin otaqda yayılmasından və ya bir stəkan suyu vahid rəngə çevirmək üçün bir neçə damcı boyadan məsuldur. Molekullar təbii olaraq yüksək konsentrasiyadan aşağı konsentrasiyaya doğru dağılır.

        Oksigenlə zəngin (və karbon qazı az olan) qan hüceyrə tərəfindən hərəkət edərkən, oksigen hüceyrə membranı vasitəsilə hüceyrə daxilində daha az konsentrasiya sahəsinə yayılır. O, bunu asanlıqla edə bilər, çünki oksigen molekulu (O2) çox kiçikdir və heç bir yükü və polaritesi yoxdur. Oksigen mitoxondriya tərəfindən sürətlə istifadə olunur. Bu sürətli istehlak oksigenin daim qandan hüceyrəyə keçməsinə səbəb olur.

        Mitoxondriya hüceyrə tənəffüsünün tullantı məhsulu kimi karbon dioksidi (CO2) yaradır (bədəniniz üçün enerji yaradan proses). CO2 hüceyrədə keçən qandan daha yüksək konsentrasiyaya malik olduğundan, bu qaz davamlı olaraq hüceyrədən kənara yayılır. O da kiçik və yüksüz olduğundan hüceyrə membranlarından asanlıqla keçə bilir.

        Bu hərəkətlər hüceyrə adından heç bir enerji (ATP şəklində) tələb etmir.


        İçindəkilər

        Diffuziya və səth sahəsi Redaktə edin

        Qazların mübadiləsi konsentrasiya qradiyenti üzrə diffuziya nəticəsində baş verir. Qaz molekulları yüksək konsentrasiyalı bölgədən aşağı konsentrasiyalı bölgəyə keçir. Diffuziya passiv bir prosesdir, yəni nəqliyyatı gücləndirmək üçün heç bir enerji tələb olunmur və o, Fick qanununa əməl edir: [ sitat lazımdır ]

        Tipik bioloji sistemə münasibətdə, burada iki bölmə (“daxili” və “xarici”) membran maneə ilə ayrılır və qazın konsentrasiya qradiyenti ilə kortəbii diffuzasiyasına icazə verilir: [ sitat lazımdır ]

        • J axınıdır, membranın vahid sahəsinə vahid vaxtda yayılan qazın miqdarı. Qeyd edək ki, bu artıq membranın sahəsi üçün ölçülür.
        • D sözügedən qaz molekulunun ölçüsünə və membranın özünün təbiətinə (xüsusilə onun özlülüyünə, temperaturuna və hidrofobikliyinə) görə qazdan qaza və membrandan membrana fərqlənəcək diffuziya əmsalıdır.
        • φ qazın konsentrasiyasıdır.
        • x membranın qalınlığı boyunca mövqedir.
        • dφ/dx buna görə də membran boyunca konsentrasiya qradiyentidir. Hər iki bölmə ayrı-ayrılıqda yaxşı qarışdırılırsa, bu, membranın qalınlığına bölünən daxili və xarici bölmələr arasındakı qazın konsentrasiyasındakı fərqi asanlaşdırır.
        • Mənfi işarə, diffuziyanın həmişə konsentrasiya qradiyentini məhv edəcək istiqamətdə olduğunu göstərir, yəni. qaz nəhayət daxili və xarici bölmələr tarazlığa çatana qədər yüksək konsentrasiyadan aşağı konsentrasiyaya keçir.

        Şəkil 1. Qaz mübadilə səthi üçün Fick qanunu

        Membrandan keçmək üçün qazlar əvvəlcə mayedə həll edilməlidir, buna görə də bütün bioloji qaz mübadiləsi sistemləri nəmli mühit tələb edir. [3] Ümumiyyətlə, qaz dəyişdirici səthdə konsentrasiya qradiyenti nə qədər yüksək olarsa, onun üzərində diffuziya sürəti bir o qədər sürətli olar. Əksinə, qaz mübadiləsi səthi nə qədər incə olarsa (eyni konsentrasiya fərqi üçün), qazlar onun üzərində bir o qədər tez yayılacaq. [4]

        Yuxarıdakı tənlikdə, J vahid sahəyə görə ifadə olunan axındır, ona görə də sahənin artırılması onun dəyərində heç bir fərq yaratmayacaq. Ancaq mövcud səth sahəsindəki artım, artıracaq məbləğ müəyyən vaxt ərzində yayıla bilən qaz. [4] Bunun səbəbi zaman vahidinə yayılan qazın miqdarıdır (dq/dt) məhsuludur J və qaz mübadiləsi səthinin sahəsi, A:

        Bakteriya və amöb kimi təkhüceyrəli orqanizmlərin xüsusi qaz mübadiləsi səthləri yoxdur, çünki onlar öz həcmlərinə nisbətən malik olduqları yüksək səth sahəsindən istifadə edə bilirlər. Müəyyən bir zamanda bir orqanizmin istehsal etdiyi (və ya tələb etdiyi) qazın miqdarı onun sitoplazmasının həcminə təxminən mütənasib olacaqdır. Birhüceyrəli orqanizmin həcmi çox kiçikdir, ona görə də müəyyən vaxtda nisbətən az miqdarda qaz istehsal edir (və tələb edir). Bu kiçik həcmlə müqayisədə onun hüceyrə membranının səthi çox böyükdür və heç bir dəyişiklik edilmədən qaz mübadiləsi ehtiyaclarına uyğundur. Lakin orqanizm ölçüləri artdıqca onun səthinin sahəsi və həcmi eyni şəkildə ölçülənmir. Yan uzunluğu bir kub olan xəyali bir orqanizmi nəzərdən keçirək, L. Onun həcmi kub ilə artır (L 3 ) uzunluğundadır, lakin onun xarici səthinin sahəsi yalnız kvadratla ((L 2) uzunluğundan. Bu o deməkdir ki, xarici səth daha böyük həcmdə sitoplazmanın sürətlə artan qaz mübadiləsi ehtiyacları üçün sürətlə qeyri-adekvat olur. Bundan əlavə, qazların keçməli olduğu səthin qalınlığı (dx Fik qanununda) daha böyük orqanizmlərdə də daha böyük ola bilər: birhüceyrəli orqanizmdə tipik hüceyrə membranının qalınlığı cəmi 10 nm olur [5], lakin dəyirmi qurdlar (Nematoda) kimi daha böyük orqanizmlərdə ekvivalent mübadilə səthi - cuticle - 0,5 μm-də əhəmiyyətli dərəcədə qalındır. [6]

        Qan dövranı sistemləri ilə qarşılıqlı əlaqə Redaktə edin

        Buna görə də çoxhüceyrəli orqanizmlərdə xarici mühitlə qaz mübadiləsinin tələb olunan sürəti üçün əlavə səth sahəsini təmin etmək üçün tez-tez gill və ya ağciyər kimi xüsusi tənəffüs orqanlarından istifadə olunur. Bununla belə, qaz dəyişdiricisi ilə daha dərin toxumalar arasındakı məsafələr çox vaxt bu toxumaların qaz tələbatını ödəmək üçün diffuziya üçün çox böyük olur. Buna görə də qaz dəyişdiriciləri tez-tez qaz mübadiləsi aparan dövran sistemlərinə birləşdirilir, bu da qazları qaz dəyişdiricisindən məsafəsindən asılı olmayaraq bütün bədən toxumalarına bərabər şəkildə nəql edir. [7]

        Yastı qurdlar (Platyhelminthes) kimi bəzi çoxhüceyrəli orqanizmlər nisbətən böyük, lakin çox nazikdirlər, bu da onların xarici bədən səthinin xüsusi qaz mübadiləsi orqanına ehtiyac olmadan qaz mübadiləsi səthi rolunu oynamasına imkan verir. Buna görə də yastı qurdlarda gills və ya ağciyər yoxdur, həmçinin qan dövranı sistemi yoxdur. Süngərlər (Porifera) kimi digər çoxhüceyrəli orqanizmlər çox məsaməli və/yaxud budaqlanmış olduqları üçün yüksək səth sahəsinə malikdirlər. Süngərlər qan dövranı sisteminə və ya xüsusi qaz mübadiləsi orqanlarına ehtiyac duymur, çünki onların qidalanma strategiyası bayraqlı yaxa hüceyrələrindən istifadə edərək məsaməli bədənləri vasitəsilə suyun birtərəfli vurulmasını nəzərdə tutur. Beləliklə, süngərin bədəninin hər bir hüceyrəsi daimi oksigenli təzə su axınına məruz qalır. Buna görə də, tənəffüs üçün lazım olan qaz mübadiləsini həyata keçirmək üçün hüceyrə membranları arasında diffuziyaya etibar edə bilərlər. [8]

        Xüsusi qaz mübadiləsi səthləri ilə əlaqəli qan dövranı sistemi olan orqanizmlərdə, ikisi arasında qarşılıqlı əlaqə üçün çox müxtəlif sistemlərdən istifadə olunur.

        Əks cərəyan sistemində hava (və ya daha çox tərkibində həll olunmuş hava olan su) əks qaz dəyişdiricisində qan axını istiqaməti. Bunun kimi əks cərəyan sistemi qaz mübadiləsi səthinin uzunluğu boyunca dik konsentrasiya qradiyenti saxlayır (Şəkil 2-də aşağı diaqrama baxın). Bu, balıqların və bir çox digər su canlılarının qəlpəsində görülən vəziyyətdir. [9] Tərkibində qaz olan ətraf mühit suyu qaz mübadiləsi səthi boyunca bir istiqamətli olaraq çəkilir, altındakı gill kapilyarlarında qan axını əks istiqamətdə axır. [9] [10] [11] Bu, nəzəri cəhətdən tənəffüs qazının dəyişdiricinin bir tərəfindən digər tərəfinə demək olar ki, tam ötürülməsinə imkan versə də, balıqlarda gillər üzərindən axan suda olan oksigenin 80%-dən az hissəsi ümumiyyətlə Qan. [9]

        Alternativ tənzimləmələr quşlarda olan çarpaz cərəyan sistemləridir. [12] [13] və məməlilərin ağciyərlərində tapılan çıxılmaz hava ilə dolu kisə sistemləri. [14] [15] Qarışıq axın sistemində qan və qaz (və ya qazı olan maye) qaz dəyişdiricisi vasitəsilə eyni istiqamətdə hərəkət edir. Bu o deməkdir ki, qradiyentin böyüklüyü qaz mübadilə səthinin uzunluğu boyunca dəyişkəndir və tarazlıq əldə edildikdə mübadilə nəhayət dayanacaq (Şəkil 2-də yuxarı diaqrama baxın). [9] Birgə axın qaz mübadiləsi sistemlərinin təbiətdə istifadə olunduğu məlum deyil.

        Məməlilərdəki qaz dəyişdiricisi, daha böyük quru heyvanlarının əksəriyyətində olduğu kimi, ağciyərləri meydana gətirmək üçün daxililəşdirilir. [ sitat lazımdır ] Qaz mübadiləsi alveol adlanan, hava ilə dolu mikroskopik kisələrdə baş verir, burada çox nazik membran (qan-hava baryeri adlanır) alveol kapilyarlarında (alveolların divarlarında) qanı alveollardakı alveol havasından ayırır. kisələr.

        Mübadilə membranı Edit

        Alveollarda qaz mübadiləsinin baş verdiyi membran (yəni qan-hava maneəsi) olduqca nazikdir (insanlarda orta hesabla 2,2 mkm qalınlığında). [14] Alveolyar epitel hüceyrələrindən, onların bazal membranlarından və ağciyər kapilyarlarının endotel hüceyrələrindən ibarətdir (şək. 4). [14] [16] The large surface area of the membrane comes from the folding of the membrane into about 300 million alveoli, with diameters of approximately 75-300 μm each. This provides an extremely large surface area (approximately 145 m 2 ) across which gas exchange can occur. [14]

        Alveolar air Edit

        Air is brought to the alveoli in small doses (called the tidal volume), by breathing in (inhalation) and out (exhalation) through the respiratory airways, a set of relatively narrow and moderately long tubes which start at the nose or mouth and end in the alveoli of the lungs in the chest. Air moves in and out through the same set of tubes, in which the flow is in one direction during inhalation, and in the opposite direction during exhalation.

        During each inhalation, at rest, approximately 500 ml of fresh air flows in through the nose. Its is warmed and moistened as it flows through the nose and pharynx. By the time it reaches the trachea the inhaled air's temperature is 37 °C and it is saturated with water vapor. On arrival in the alveoli it is diluted and thoroughly mixed with the approximately 2.5–3.0 liters of air that remained in the alveoli after the last exhalation. This relatively large volume of air that is semi-permanently present in the alveoli throughout the breathing cycle is known as the functional residual capacity (FRC). [15]

        At the beginning of inhalation the airways are filled with unchanged alveolar air, left over from the last exhalation. This is the dead space volume, which is usually about 150 ml. [17] It is the first air to re-enter the alveoli during inhalation. Only after the dead space air has returned to the alveoli does the remainder of the tidal volume (500 ml - 150 ml = 350 ml) enter the alveoli. [15] The entry of such a small volume of fresh air with each inhalation, ensures that the composition of the FRC hardly changes during the breathing cycle (Fig. 5). [15] The alveolar partial pressure of oxygen remains very close to 13–14 kPa (100 mmHg), and the partial pressure of carbon dioxide varies minimally around 5.3 kPa (40 mmHg) throughout the breathing cycle (of inhalation and exhalation). [15] The corresponding partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the ambient (dry) air at sea level are 21 kPa (160 mmHg) and 0.04 kPa (0.3 mmHg) respectively. [15]

        This alveolar air, which constitutes the FRC, completely surrounds the blood in the alveolar capillaries (Fig. 6). Gas exchange in mammals occurs between this alveolar air (which differs significantly from fresh air) and the blood in the alveolar capillaries. The gases on either side of the gas exchange membrane equilibrate by simple diffusion. This ensures that the partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the blood leaving the alveolar capillaries, and ultimately circulates throughout the body, are the same as those in the FRC. [15]

        The marked difference between the composition of the alveolar air and that of the ambient air can be maintained because the functional residual capacity is contained in dead-end sacs connected to the outside air by long, narrow, tubes (the airways: nose, pharynx, larynx, trachea, bronchi and their branches and sub-branches down to the bronchioles). This anatomy, and the fact that the lungs are not emptied and re-inflated with each breath, provides mammals with a "portable atmosphere", whose composition differs significantly from the present-day ambient air. [18]

        The composition of the air in the FRC is carefully monitored, by measuring the partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the arterial blood. If either gas pressure deviates from normal, reflexes are elicited that change the rate and depth of breathing in such a way that normality is restored within seconds or minutes. [15]

        Pulmonary circulation Edit

        All the blood returning from the body tissues to the right side of the heart flows through the alveolar capillaries before being pumped around the body again. On its passage through the lungs the blood comes into close contact with the alveolar air, separated from it by a very thin diffusion membrane which is only, on average, about 2 μm thick. [14] The gas pressures in the blood will therefore rapidly equilibrate with those in the alveoli, ensuring that the arterial blood that circulates to all the tissues throughout the body has an oxygen tension of 13−14 kPa (100 mmHg), and a carbon dioxide tension of 5.3 kPa (40 mmHg). These arterial partial pressures of oxygen and carbon dioxide are homeostatically controlled. A rise in the arterial P C O 2 >_<2>>> , and, to a lesser extent, a fall in the arterial P O 2 >_<2>>> , will reflexly cause deeper and faster breathing till the blood gas tensions return to normal. The converse happens when the carbon dioxide tension falls, or, again to a lesser extent, the oxygen tension rises: the rate and depth of breathing are reduced till blood gas normality is restored.

        It is only as a result of accurately maintaining the composition of the 3 liters alveolar air that with each breath some carbon dioxide is discharged into the atmosphere and some oxygen is taken up from the outside air. If more carbon dioxide than usual has been lost by a short period of hyperventilation, respiration will be slowed down or halted until the alveolar P C O 2 >_<2>>> has returned to 5.3 kPa (40 mmHg). It is therefore strictly speaking untrue that the primary function of the respiratory system is to rid the body of carbon dioxide "waste". In fact the total concentration of carbon dioxide in arterial blood is about 26 mM (or 58 ml per 100 ml), [19] compared to the concentration of oxygen in saturated arterial blood of about 9 mM (or 20 ml per 100 ml blood). [15] This large concentration of carbon dioxide plays a pivotal role in the determination and maintenance of the pH of the extracellular fluids. The carbon dioxide that is breathed out with each breath could probably be more correctly be seen as a byproduct of the body's extracellular fluid carbon dioxide and pH homeostats

        If these homeostats are compromised, then a respiratory acidosis, or a respiratory alkalosis will occur. In the long run these can be compensated by renal adjustments to the H + and HCO3 − concentrations in the plasma but since this takes time, the hyperventilation syndrome can, for instance, occur when agitation or anxiety cause a person to breathe fast and deeply [20] thus blowing off too much CO2 from the blood into the outside air, precipitating a set of distressing symptoms which result from an excessively high pH of the extracellular fluids. [21]

        Oxygen has a very low solubility in water, and is therefore carried in the blood loosely combined with hemoglobin. The oxygen is held on the hemoglobin by four ferrous iron-containing heme groups per hemoglobin molecule. When all the heme groups carry one O2 molecule each the blood is said to be "saturated" with oxygen, and no further increase in the partial pressure of oxygen will meaningfully increase the oxygen concentration of the blood. Most of the carbon dioxide in the blood is carried as HCO3 − ions in the plasma. However the conversion of dissolved CO2 into HCO3 − (through the addition of water) is too slow for the rate at which the blood circulates through the tissues on the one hand, and alveolar capillaries on the other. The reaction is therefore catalyzed by carbonic anhydrase, an enzyme inside the red blood cells. [22] The reaction can go in either direction depending on the prevailing partial pressure of carbon dioxide. A small amount of carbon dioxide is carried on the protein portion of the hemoglobin molecules as carbamino groups. The total concentration of carbon dioxide (in the form of bicarbonate ions, dissolved CO2, and carbamino groups) in arterial blood (i.e. after it has equilibrated with the alveolar air) is about 26 mM (or 58 ml/100 ml), [19] compared to the concentration of oxygen in saturated arterial blood of about 9 mM (or 20 ml/100 ml blood). [15]

        Balıq Edit

        The dissolved oxygen content in fresh water is approximately 8–10 milliliters per liter compared to that of air which is 210 milliliters per liter. [23] Water is 800 times more dense than air [24] and 100 times more viscous. [23] Therefore, oxygen has a diffusion rate in air 10,000 times greater than in water. [23] The use of sac-like lungs to remove oxygen from water would therefore not be efficient enough to sustain life. [23] Rather than using lungs, gaseous exchange takes place across the surface of highly vascularized gills. Gills are specialised organs containing filaments, which further divide into lamellae. The lamellae contain capillaries that provide a large surface area and short diffusion distances, as their walls are extremely thin. [25] Gill rakers are found within the exchange system in order to filter out food, and keep the gills clean.

        Gills use a countercurrent flow system that increases the efficiency of oxygen-uptake (and waste gas loss). [9] [10] [11] Oxygenated water is drawn in through the mouth and passes over the gills in one direction while blood flows through the lamellae in the opposite direction. This countercurrent maintains steep concentration gradients along the entire length of each capillary (see the diagram in the "Interaction with circulatory systems" section above). Oxygen is able to continually diffuse down its gradient into the blood, and the carbon dioxide down its gradient into the water. [10] The deoxygenated water will eventually pass out through the operculum (gill cover). Although countercurrent exchange systems theoretically allow an almost complete transfer of a respiratory gas from one side of the exchanger to the other, in fish less than 80% of the oxygen in the water flowing over the gills is generally transferred to the blood. [9]

        Amfibiyalar Redaktə edin

        Amphibians have three main organs involved in gas exchange: the lungs, the skin, and the gills, which can be used singly or in a variety of different combinations. The relative importance of these structures differs according to the age, the environment and species of the amphibian. The skin of amphibians and their larvae is highly vascularised, leading to relatively efficient gas exchange when the skin is moist. The larvae of amphibians, such as the pre-metamorphosis tadpole stage of frogs, also have external gills. The gills are absorbed into the body during metamorphosis, after which the lungs will then take over. The lungs are usually simpler than in the other land vertebrates, with few internal septa and larger alveoli however, toads, which spend more time on land, have a larger alveolar surface with more developed lungs. To increase the rate of gas exchange by diffusion, amphibians maintain the concentration gradient across the respiratory surface using a process called buccal pumping. [26] The lower floor of the mouth is moved in a "pumping" manner, which can be observed by the naked eye.

        Reptiles Edit

        All reptiles breathe using lungs. In squamates (the lizards and snakes) ventilation is driven by the axial musculature, but this musculature is also used during movement, so some squamates rely on buccal pumping to maintain gas exchange efficiency. [27]

        Due to the rigidity of turtle and tortoise shells, significant expansion and contraction of the chest is difficult. Turtles and tortoises depend on muscle layers attached to their shells, which wrap around their lungs to fill and empty them. [28] Some aquatic turtles can also pump water into a highly vascularised mouth or cloaca to achieve gas-exchange. [29] [30]

        Crocodiles have a structure similar to the mammalian diaphragm - the diaphragmaticus - but this muscle helps create a unidirectional flow of air through the lungs rather than a tidal flow: this is more similar to the air-flow seen in birds than that seen in mammals. [31] During inhalation, the diaphragmaticus pulls the liver back, inflating the lungs into the space this creates. [32] [33] Air flows into the lungs from the bronchus during inhalation, but during exhalation, air flows out of the lungs into the bronchus by a different route: this one-way movement of gas is achieved by aerodynamic valves in the airways. [34] [35]


        Oksigen

        Some pilots have developed a misconception about the FAR covering the use of supplemental oxygen. They ignore this sensible and realistic guideline because of their false belief.

        These pilots, because they live at higher elevations, feel they have become acclimated. This, they reason, allows them to go to higher altitude, without supplemental oxygen, than the sea-level dwelling pilot.

        This is true, so some extent, because the person living at a higher altitude has more red blood cells for oxygen transport.

        A person living at 6,000-feet elevation may get by flying an additional 1,000 to 2,000 feet above the FAR guidelines, but his tolerance deyil extended an additional 6,000 feet.

        Even this additional 1,000- or 2,000-feet altitude can be suspect. There are many variables–such as physical shape, fatigue, smoking habits, business pressures, food consumption, and the like–that alone or in combination, can raise the physiologic altitude of the body.

        Also, the body reacts to density altitude, not indicated altitude.

        PROBLEM AREAS

        The atmosphere contains two problem areas for aviators.

        First, the atmosphere is composed of about 21-percent oxygen.

        Dry air contains 79.02-percent nitrogen, 20.95-percent oxygen, 0.03-percent carbon dioxide and included in the nitrogen are small amount of rare gases–argon, neon, helium, krypton, hydrogen, xenon, and radon–that apparently have no physiological significance on use mere mortals.

        The second problem is that half the atmosphere by weight is located below 18,000-feet MSL.

        OXYGEN PHYSIOLOGY

        The decreased partial pressure of oxygen encountered at increasing altitude can quickly lead to incapacitation or death.

        The lethal effects of acute altitude hypoxia cannot be underestimated. Deaths have occurred at altitude between 17,000 and 20,000 feet.

        Even hypoxic episodes that lead to mental confusion may result ultimately in the loss of the airplane because of the mental disorientation during or after the episode.

        The main purpose of our respiratory process is to supply the lungs and the blood and tissues with adequate oxygen, and to eliminate that carbon dioxide that is generated by the metabolism of the body tissues.

        OXYGEN TRANSPORT

        Hemoglobin is the oxygen carrying agent of the blood. Oxygen must diffuse from a gaseous state to a dissolved state to combine with the hemoglobin.

        The oxygen diffuses across the alveolar membrane, through the interstitial fluid and capillary endothelium. Within this capillary, the dissolved oxygen diffuses through the plasma, the red blood cell membrane, and the intracellular fluid within the red cell to combine with the hemoglobin.

        The solubility of a gas, and its partial pressure, greatly influences its diffusion characteristics. Carbon dioxide is about 25 times more soluble than oxygen in pulmonary tissues and fluids and its capacity for diffusion is about 20 times greater than oxygen.

        PARTIAL PRESSURE OF OXYGEN

        The quantities of a gas at various altitudes, expressed in percentages of the atmosphere, has little significance. Percentage represents the relative volume of a gas and not its molecular concentration. Molecular concentration, or qismən təzyiq, determines the availability of the gas to the body.

        The partial pressure of a gas, in a mixture of gases not interacting with one another, is equal to that pressure that the particular gas would exert if it alone occupied the space taken up by the mixture (Dalton's Law of Partial Pressure).

        The total pressure of a mixture of gases is the sum of the pressure of the individual gases composing the mixture.

        The body requires hemoglobin saturations of 87-97 percent and arterial oxygen at 60-100mm Hg (millimeters of mercury) in order to function normally. Below this level the body is hypoxic.

        The standard pressure at sea level is 760mm Hg. Since oxygen comprises about 21 percent of the air, we would expect the dry air oxygen partial pressure in the lungs to be 159.6mm Hg (760 times 21 percent), but through physiologic processes, the partial pressure of oxygen in the arterial blood is normally about 100mm Hg.

        Air inhaled into the lungs enters small air sacs (alveolus) where the exchange of oxygen and carbon dioxide occurs. When the partial pressure of the oxygen is higher than it is in the blood, oxygen molecules are picked up by the hemoglobin molecules. This hemoglobin saturation is approximately 97 percent at sea level.

        The atmospheric pressure decrease at 10,000-foot altitude causes 523mm Hg ambient air pressure resulting in 87 percent hemoglobin saturation and 61mm Hg arterial oxygen.

        At 15,000 feet (429mm Hg) the hemoglobin saturation is 80 percent (we need 87-97 percent for normal functioning), and arterial oxygen is 44mm Hg (the body requires 60-100mm Hg.).

        HYPOXIA

        Hypoxia, sometimes called mountain sickness or altitude sickness, is simply a lack of oxygen at the tissue level of the body due to a decreased partial pressure of oxygen in the inspired air. It's advanced stage produces euphoria, a false sense of well-being, that renders a person incapable of understanding that anything is wrong. Hypoxia may lead to death.

        Like an airplane, the human body has a service ceiling. Use supplemental oxygen to avoid exceeding your service ceiling.

        Page prepared by Sparky Imeson – Copyright 1995-2017
        Mountain Flying LLC Missoula, Montana 406 241-1599


        Videoya baxın: Hayvan Hücresi Modeli Malzeme Listeli Animal Cell Model Material List included (Noyabr 2022).