Глава 7. Физиология дыхания

Основные этапы процесса дыхания

Клетки нашего организма получают энергию с использованием кислорода. Из-за больших расстояний между внешней средой и клетками требуются специальные системы транспорта для доставки к клеткам кислорода (О₂) и удаления из клеток углекислого газа (СО₂), образующегося в результате окислительного обмена веществ. Эти транспортные процессы О₂ и СО₂ обозначают как газообмен. При этом благодаря вентиляции легких О₂ поступает в альвеолярное пространство, откуда он посредством диффузии попадает

в кровь, которая доставляет его к клеткам организма, куда он поступает также благодаря диффузии (рис. 7-1). Таким образом, дыхание включает: (1) обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких, (2) диффузию газов в легких (обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью), (3) транспорт газов кровью, (4) диффузию газов в ткани (обмен газов между кровью и тканью), (5) клеточное дыхание (потребление кислорода и выделение углекислого газа клетками организма). Первые два процесса составляют внешнее дыхание, последние два - внутреннее дыхание.

Рис. 7-1. Этапы процесса дыхания.

Обозначение. Hb - гемоглобин

Основные физические характеристики компонентов газовой смеси

Важнейшими составляющими транспортной системы для внешнего дыхания являются вентиляция, диффузия и перфузия; для кровообращения - сердечно-временной (минутный) объем и транспортные свойства крови для О₂ и СО₂; для клеточного дыхания - кровоснабжение ткани, диффузия и обмен веществ (потребление О₂, образование СО₂). Вдоль этой транспортной цепи парциальное давление СО₂ (Р_СО2, слева) повышается, а парциальное давление О₂ (Р_О2, справа) снижается (рис. 7-2).

Парциальное давление газа вида Х в смеси газов является тем давлением, которое осуществляют молекулы газа Х, т.е. которое остается в наличии при удалении всех других газовых компонентов. По закону Дальтона, сумма парциальных давлений всех компонентов смеси газов (также паров Н₂О) дает общее давление: