Зовнішнє дихання - обмін речовин - підготовка до випуску середньої школи
Якби ви оцінили, яка діяльність для нас найважливіша, «дихання» було б безперечним числом 1. Ми можемо вижити довгі фази без їжі, близько 3 днів без води, але лише кілька хвилин без кисню. Слово натхнення використовується в медицині для інгаляцій, поза сферою медицини для творчих ідей, просвітлення, натхнення. Просто вживання слова "натхнення" у нашій мові показує важливість дихального процесу!
Внутрішнє та зовнішнє дихання
Термін дихання означає механічно-анатомічне дихання легенів за допомогою діафрагми та м'язів грудної клітки. З іншого боку, під диханням розуміють біохімічний процес отримання енергії в результаті окислення вуглеводів (у внутрішній мембрані мітохондрій), відомий як дихання клітин. Енергія виділяється під час дихання клітин у формі АТФ.
Зауважте
Без зовнішнього дихання немає дихання клітин!
Кисень досягає крові через дифузію та спрямований потік. Кисень переходить з альвеол у дрібні кровоносні капіляри, потім надходить до серця у великих артеріях і звідти розподіляється по тілу. Зв’язаний з транспортним білком гемоглобіном у крові, це знову дифузія, яка забезпечує проходження кисню з крові в клітину.
Дифузія дуже ефективна і надзвичайно швидка на короткі відстані, але не підходить для великих відстаней (легеня-серце-великий палець ноги). Тут потрібен спрямований потік. Цей потік підтримується різними парціальними тисками кисню та особливими властивостями гемоглобіну.
Процеси зовнішнього дихання
Дихання відбувається не тільки через легені, але і через шкіру. В інших живих істотах використовуються зябра (риба) або трахея (комахи).
У легенях газообмін відбувається через ділянку, яка перетворена в тіло, часто сильно складене і, отже, із надзвичайно збільшеною поверхнею.
При вдиху повітря, що містить кисень, потрапляє в організм через рот і ніс.
Повітря для дихання зволожується і фільтрується через носове дихання. Повітря потрапляє в дихальну трубу через глотку, а отже, через бронхи в легені. Дві бронхіальні гілки розгалужуються далі, утворюючи бронхіоли. «Найкращі субодиниці» легенів - це альвеоли або альвеоли, які оточені тонкою мембраною і таким чином дозволяють кисню проходити через дифузію в кровоносні судини. Вуглекислий газ проходить з крові через ті ж самі тонкі мембрани у повітря, що видихається.
Газообмін в альвеолах відбувається за допомогою дифузії. У легеневих капілярах кисень переходить у кров, натомість вуглекислий газ з крові досягає легенів і таким чином виводиться з тіла (видих).
Процес дифузії багато в чому залежить від кількості присутніх молекул газу:
Чим вища концентрація кисню, тим більше вона може дифундувати через мембрану в організм.
Газообмін може пройти
- Проникність мембран для речовин, що підлягають обміну
- Розмір поверхні мембрани
- Товщина мембрани (= дифузійний шлях)
- Температура (вона впливає на швидкість власного руху молекул і, отже, на швидкість дифузії. Чим тепліше, тим кращий газообмін)
- Різниця в концентрації між двома сторонами мембрани
Зауважте
Чим більший градієнт концентрації, тим краще працює газообмін.