Intercambio de gases en los pulmones. - Intercambio de gases por difusión entre el aire alveolar y la sangre. Este conjunto de procesos se produce en los alvéolos y los elementos de la zona de transición del tracto respiratorio más cercanos a ellos: bronquiolos, sacos alveolares.
La composición del aire atmosférico incluye casi un 21% de oxígeno, aproximadamente un 79% de nitrógeno, aproximadamente un 0,03% de dióxido de carbono, una pequeña cantidad de vapor de agua y gases inertes. Este es el aire que respiramos y se llama inhalado. El aire que exhalamos se llama exhaló. Su composición es diferente a la del aire inhalado: 16,3% de oxígeno, aproximadamente 79% de nitrógeno, aproximadamente 4% de dióxido de carbono, etc. El diferente contenido de oxígeno y dióxido de carbono en el aire inhalado y exhalado se explica por el intercambio de gases en los pulmones.
El intercambio de gases en los pulmones ocurre cuando difusión gases a través de las paredes de los alvéolos y los capilares sanguíneos debido a la diferencia entre presión parcial O2 y CO2 en aire alveolar y sangre.
Presión parcial de O2 y CO2 en el aire alveolar y en la sangre.
Para un rápido intercambio de gases en los pulmones, la diferencia entre la presión parcial de los gases en el aire alveolar y su tensión en la sangre es de aproximadamente 70 mm Hg para el O2. San, por CO2: aproximadamente 7 mm Hg. Arte.
Transporte de gases- transferencia de O2 por la sangre desde los pulmones a las células y de CO2 desde las células a los pulmones.
Esta etapa la realiza el sistema circulatorio, y el vehículo es la sangre. Los coeficientes de solubilidad de los gases respiratorios son diferentes (O2 - 0,022, CO2 - 0,53), por lo que se transportan de diferentes formas. Transporte de oxígeno Lo proporciona el principal portador de oxígeno, la hemoglobina sanguínea, y una parte muy pequeña del O2 se disuelve en el plasma. Una molécula de hemoglobina contiene una molécula de globina y 4 moléculas de hemo, cada una de las cuales tiene un átomo de hierro divalente y se une a una molécula de oxígeno: Hb + 4O2 = HbO8. La adición de oxígeno a la hemoglobina para formar oxihemoglobina se produce a una presión parcial de 70 a 73 mm Hg. Arte. Un gramo de hemoglobina puede sumar 1,34 ml. oxígeno. Para transporte de dióxido de carbono Hay tres formas de transferir dióxido de carbono en la sangre: 1) en estado disuelto: 5%; 2) en forma de carbhemoglobina: 10-20%; 3) en forma de carbonatos (principalmente bicarbonatos de sodio y potasio): 85%.
Intercambio de gases en los tejidos - Intercambio de gases por difusión entre la sangre y los tejidos en los capilares. Esta etapa es causada por la tensión de los gases en la sangre y los tejidos (para O2 - aproximadamente 70 mm Hg, para CO2 - aproximadamente 7 mm Hg) y también se lleva a cabo debido a la difusión. En los tejidos, la diferencia de voltaje se mantiene mediante un proceso continuo de oxidación biológica.
Respiración tisular- consumo de 02 por las células y su liberación de CO2. Este es un proceso enzimático de múltiples etapas en el que las células utilizan oxígeno para oxidar compuestos orgánicos y formar CO2 y H2O y producir energía para la vida. En las células, el oxígeno llega a las mitocondrias, donde se produce la oxidación de compuestos orgánicos y la síntesis de ATP. La respiración celular se estudia con más detalle mediante la bioquímica.
Indicadores respiratorios básicos.
Existen varios indicadores que caracterizan el estado funcional de los pulmones; se miden mediante un dispositivo especial llamado espirómetro. Básicamente, se determina la capacidad vital de los pulmones (VC). Capacidad vital de los pulmones.- este es el mayor volumen de aire que una persona puede exhalar después de respirar lo más profundamente. Este indicador consta de los siguientes volúmenes:
1) volumen corriente (A ) - el volumen de aire que una persona inhala y exhala durante la respiración tranquila (aproximadamente 500 ml)
2) volumen adicional (PRT), o volumen de reserva inspiratoria - el volumen máximo de aire que se puede inhalar después del final de una respiración tranquila (alrededor de 1500-2000 ml)
3) volumen de reserva espiratoria (RO ) - el volumen máximo de aire exhalado después de una exhalación silenciosa (1000-1500 ml)
capacidad vital = A(0,5 litros) + PRT(1,5-2 litros) + RO(1,5 litros) = 3,5-4 litros
Normalmente, la capacidad vital es aproximadamente 3/4 de la capacidad pulmonar total y caracteriza el volumen máximo dentro del cual una persona puede cambiar la profundidad de su respiración. CV depende de edad(disminuye con la edad, lo que se explica por una disminución de la elasticidad de los pulmones), género (V mujeres - 3-3,5 litros, hombres - 3,5-4,8 litros), desarrollo fisico(en personas entrenadas físicamente - 6-7 l), posición del cuerpo(un poco más en posición vertical) crecimiento(en los jóvenes esta dependencia se expresa mediante la fórmula: capacidad vital = 2,5 × altura en metros), etc.
Junto con volumen residual, es decir, el volumen de aire que queda en los pulmones después de una exhalación profunda, se forma la capacidad vital capacidad pulmonar total(VERDE).
Los principales componentes del aire atmosférico son oxígeno (alrededor del 21%), nitrógeno (78%), dióxido de carbono (0,03-0,04%), vapor de agua, gases inertes, ozono, peróxido de hidrógeno (alrededor del 1%).
El oxígeno es la parte más constituyente del aire. Con su participación directa, todos los procesos oxidativos ocurren en el cuerpo humano y animal. En reposo, una persona consume aproximadamente 350 ml de oxígeno por minuto y durante el trabajo físico intenso, la cantidad de oxígeno consumido aumenta varias veces.
El aire inhalado contiene entre un 20,7 y un 20,9% de oxígeno y el aire exhalado contiene entre un 15 y un 16%. Por tanto, los tejidos corporales absorben aproximadamente 1/4 del oxígeno presente en el aire inhalado.
En la atmósfera, el contenido de oxígeno no cambia significativamente. Las plantas absorben dióxido de carbono y, al descomponerlo, asimilan el carbono y liberan el oxígeno liberado a la atmósfera. La fuente de formación de oxígeno es también la descomposición fotoquímica del vapor de agua en las capas superiores de la atmósfera bajo la influencia de la radiación ultravioleta del sol. Para garantizar una composición constante del aire atmosférico, también es importante la mezcla de los flujos de aire en las capas inferiores de la atmósfera. La excepción son las habitaciones herméticamente cerradas, donde, debido a la estancia prolongada de personas, el contenido de oxígeno puede reducirse significativamente (submarinos, refugios, cabinas de aviones presurizadas, etc.).
Para el cuerpo lo importante es la presión parcial de oxígeno, y no su contenido absoluto en el aire inhalado. Esto se debe al hecho de que la transición de oxígeno del aire alveolar a la sangre y de la sangre al líquido tisular se produce bajo la influencia de diferencias de presión parcial. La presión parcial de oxígeno disminuye al aumentar la altitud sobre el nivel del mar (Tabla 1).
Tabla 1. Presión parcial de oxígeno a diferentes altitudes.
El uso de oxígeno es de gran importancia para el tratamiento de enfermedades acompañadas de falta de oxígeno (carpas de oxígeno, inhaladores).
Dióxido de carbono. El contenido de dióxido de carbono en la atmósfera es bastante constante. Esta constancia se explica por su ciclo en la naturaleza. A pesar de que los procesos de descomposición y actividad vital del cuerpo van acompañados de la liberación de dióxido de carbono, no se produce un aumento significativo de su contenido en la atmósfera, ya que el dióxido de carbono es absorbido por las plantas. En este caso, el carbono se utiliza para formar sustancias orgánicas y el oxígeno ingresa a la atmósfera. El aire exhalado contiene hasta un 4,4% de dióxido de carbono.
El dióxido de carbono es un estimulante fisiológico del centro respiratorio, por lo que durante la respiración artificial se añade al aire en pequeñas cantidades. En grandes cantidades puede tener un efecto narcótico y provocar la muerte.
El dióxido de carbono también tiene importancia higiénica. En función de su contenido, se juzga la limpieza del aire en locales residenciales y públicos (es decir, locales donde hay personas). Cuando la gente se reúne en habitaciones mal ventiladas, paralelamente a la acumulación de dióxido de carbono en el aire, aumenta el contenido de otros productos de desecho humanos, aumenta la temperatura del aire y aumenta su humedad.
Se ha establecido que si el contenido de dióxido de carbono en el aire interior supera el 0,07-0,1%, el aire adquiere un olor desagradable y puede alterar el estado funcional del cuerpo.
El paralelismo de los cambios en las propiedades enumeradas del aire en las viviendas y el aumento de la concentración de dióxido de carbono, así como la facilidad de determinar su contenido, permiten utilizar este indicador para la evaluación higiénica de la calidad del aire y la Eficiencia de la ventilación de locales públicos.
Nitrógeno y otros gases. El nitrógeno es el componente principal del aire atmosférico. En el cuerpo, se disuelve en la sangre y en los fluidos tisulares, pero no participa en reacciones químicas.
Ahora se ha establecido experimentalmente que, en condiciones de alta presión, el nitrógeno del aire provoca en los animales un trastorno de la coordinación neuromuscular, seguido de agitación y un estado narcótico. Los investigadores observaron fenómenos similares entre los buceadores. El uso de una mezcla de helio-oxígeno para respirar por parte de los buceadores permite aumentar la profundidad del descenso a 200 m sin síntomas pronunciados de intoxicación.
Durante las descargas eléctricas de rayos y bajo la influencia de los rayos ultravioleta del sol, se forman en el aire pequeñas cantidades de otros gases. Su valor higiénico es relativamente pequeño.
* La presión parcial de un gas en una mezcla de gases es la presión que produciría un gas determinado si ocupara todo el volumen de la mezcla.
Todos sabemos muy bien que sin aire ni un solo ser vivo puede vivir en la tierra. El aire es vital para todos nosotros. Todo el mundo, desde niños hasta adultos, sabe que es imposible sobrevivir sin aire, pero no todo el mundo sabe qué es el aire y en qué consiste. Entonces, el aire es una mezcla de gases que no se puede ver ni tocar, pero todos sabemos muy bien que está a nuestro alrededor, aunque prácticamente no lo notamos. Puede realizar investigaciones de diversos tipos, incluso en nuestro laboratorio.
Sólo podemos sentir el aire cuando sentimos un viento fuerte o estamos cerca de un ventilador. ¿En qué está compuesto el aire? Está formado por nitrógeno y oxígeno, y sólo una pequeña parte de argón, agua, hidrógeno y dióxido de carbono. Si consideramos la composición del aire en porcentaje, entonces el nitrógeno es 78,08 por ciento, el oxígeno el 20,94%, el argón el 0,93 por ciento, el dióxido de carbono el 0,04 por ciento, el neón el 1,82 * 10-3 por ciento, el helio el 4,6 * 10-4 por ciento, el metano el 1,7 * 10- 4 por ciento, criptón 1,14*10-4 por ciento, hidrógeno 5*10-5 por ciento, xenón 8,7*10-6 por ciento, óxido nitroso 5*10-5 por ciento.
El contenido de oxígeno en el aire es muy alto, porque es el oxígeno necesario para el funcionamiento del cuerpo humano. El oxígeno, que se encuentra en el aire durante la respiración, ingresa a las células del cuerpo humano y participa en el proceso de oxidación, como resultado del cual se libera la energía necesaria para la vida. Además, el oxígeno presente en el aire es necesario para la combustión del combustible, que produce calor, así como para la producción de energía mecánica en los motores de combustión interna.
Los gases inertes también se extraen del aire durante la licuefacción. ¿Cuánto oxígeno hay en el aire? Si lo miras como un porcentaje, entonces el oxígeno y el nitrógeno en el aire son del 98 por ciento. Conociendo la respuesta a esta pregunta, surge otra pregunta: qué sustancias gaseosas se encuentran en el aire.
Así, en 1754, un científico llamado Joseph Black confirmó que el aire se compone de una mezcla de gases y no de una sustancia homogénea como se pensaba anteriormente. La composición del aire de la Tierra incluye metano, argón, dióxido de carbono, helio, criptón, hidrógeno, neón y xenón. Vale la pena señalar que el porcentaje de aire puede variar ligeramente según el lugar donde viva la gente.
Desafortunadamente, en las grandes ciudades la proporción de dióxido de carbono como porcentaje será mayor que, por ejemplo, en las aldeas o los bosques. Surge la pregunta de qué porcentaje de oxígeno hay en el aire de las montañas. La respuesta es simple, el oxígeno es mucho más pesado que el nitrógeno, por lo que habrá mucho menos en el aire de las montañas, esto se debe a que la densidad del oxígeno disminuye con la altitud.
Nivel de oxígeno en el aire.
Entonces, con respecto a la proporción de oxígeno en el aire, existen ciertos estándares, por ejemplo, para el área de trabajo. Para que una persona pueda trabajar plenamente, el nivel de oxígeno en el aire oscila entre el 19 y el 23 por ciento. Al operar equipos en empresas, es imperativo controlar la estanqueidad de los dispositivos, así como de varias máquinas. Si, al probar el aire en la habitación donde trabaja la gente, el nivel de oxígeno es inferior al 19 por ciento, entonces es imperativo salir de la habitación y encender la ventilación de emergencia. Puede controlar el nivel de oxígeno en el aire en el lugar de trabajo invitando al laboratorio e investigación EcoTestExpress.
Definamos ahora qué es el oxígeno.
El oxígeno es un elemento químico en la tabla periódica de elementos de Mendeleev; el oxígeno no tiene olor, sabor ni color. El oxígeno en el aire es extremadamente necesario para la respiración humana, así como para la combustión, porque no es ningún secreto que si no hay aire, ningún material arderá. El oxígeno contiene una mezcla de tres nucleidos estables, cuyos números másicos son 16, 17 y 18.
Entonces, el oxígeno es el elemento más común en la Tierra, en cuanto al porcentaje, el mayor porcentaje de oxígeno se encuentra en los silicatos, que representan aproximadamente el 47,4 por ciento de la masa de la corteza terrestre sólida. Además, el mar y las aguas dulces de toda la Tierra contienen una gran cantidad de oxígeno, concretamente el 88,8 por ciento, mientras que la cantidad de oxígeno en el aire es sólo el 20,95 por ciento. Cabe destacar también que el oxígeno forma parte de más de 1.500 compuestos de la corteza terrestre.
En cuanto a la producción de oxígeno, se obtiene separando el aire a bajas temperaturas. Este proceso ocurre así: primero, el aire se comprime mediante un compresor; cuando se comprime, el aire comienza a calentarse; Se deja que el aire comprimido se enfríe hasta temperatura ambiente y, después de enfriarlo, se le permite expandirse libremente.
Cuando se produce la expansión, la temperatura del gas comienza a caer bruscamente; después de que el aire se ha enfriado, su temperatura puede ser varias decenas de grados por debajo de la temperatura ambiente, dicho aire se vuelve a comprimir y se elimina el calor liberado. Después de varias etapas de comprimir y enfriar el aire, se realizan otros procedimientos, como resultado de los cuales se separa oxígeno puro sin impurezas.
Y aquí surge otra pregunta: qué es más pesado: oxígeno o dióxido de carbono. La respuesta es simplemente, por supuesto, que el dióxido de carbono será más pesado que el oxígeno. La densidad del dióxido de carbono es de 1,97 kg/m3, pero la densidad del oxígeno, a su vez, es de 1,43 kg/m3. En cuanto al dióxido de carbono, resulta que juega uno de los papeles principales en la vida de toda la vida en la Tierra y también tiene un impacto en el ciclo del carbono en la naturaleza. Se ha comprobado que el dióxido de carbono interviene en la regulación de la respiración, así como en la circulación sanguínea.
¿Qué es el dióxido de carbono?
Ahora definamos con más detalle qué es el dióxido de carbono y también designemos la composición del dióxido de carbono. Entonces, el dióxido de carbono, en otras palabras, es dióxido de carbono, es un gas incoloro con un olor y sabor ligeramente amargos. En cuanto al aire, la concentración de dióxido de carbono en él es del 0,038 por ciento. Las propiedades físicas del dióxido de carbono son que no existe en estado líquido a presión atmosférica normal, sino que pasa directamente del estado sólido al gaseoso.
El dióxido de carbono en forma sólida también se llama hielo seco. Hoy en día, el dióxido de carbono participa en el calentamiento global. El dióxido de carbono se produce al quemar diversas sustancias. Vale la pena señalar que durante la producción industrial de dióxido de carbono se bombea a cilindros. El dióxido de carbono bombeado a cilindros se utiliza como extintores de incendios, así como en la producción de agua carbonatada y también en armas neumáticas. Y también en la industria alimentaria como conservante.
Composición del aire inhalado y exhalado.
Ahora veamos la composición del aire inhalado y exhalado. Primero, definamos qué es la respiración. La respiración es un proceso complejo y continuo mediante el cual la composición gaseosa de la sangre se renueva constantemente. La composición del aire inhalado es 20,94 por ciento de oxígeno, 0,03 por ciento de dióxido de carbono y 79,03 por ciento de nitrógeno. Pero la composición del aire exhalado es sólo un 16,3 por ciento de oxígeno, un 4 por ciento de dióxido de carbono y un 79,7 por ciento de nitrógeno.
Puede notar que el aire inhalado se diferencia del aire exhalado en el contenido de oxígeno, así como en la cantidad de dióxido de carbono. Estas son las sustancias que componen el aire que respiramos y exhalamos. Así, nuestro cuerpo se satura de oxígeno y libera todo el dióxido de carbono innecesario al exterior.
El oxígeno seco mejora las propiedades eléctricas y protectoras de las películas debido a la ausencia de agua, así como su compactación y reducción de carga volumétrica. Además, el oxígeno seco en condiciones normales no puede reaccionar con el oro, el cobre o la plata. Para realizar un análisis químico del aire u otras investigaciones de laboratorio, incluido, puede visitar nuestro laboratorio EcoTestExpress.
El aire es la atmósfera del planeta en el que vivimos. Y siempre tenemos la pregunta de qué hay en el aire, la respuesta es simplemente un conjunto de gases, como ya se describió anteriormente qué gases hay en el aire y en qué proporción. En cuanto al contenido de gases en el aire, todo es fácil y sencillo; el porcentaje es el mismo en casi todas las zonas de nuestro planeta.
Composición y propiedades del aire.
El aire no sólo se compone de una mezcla de gases, sino también de diversos aerosoles y vapores. La composición porcentual del aire es la proporción de nitrógeno, oxígeno y otros gases en el aire. Entonces, ¿cuánto oxígeno hay en el aire? La respuesta simple es solo 20 por ciento. La composición del gas, como el nitrógeno, contiene la mayor parte del aire, y vale la pena señalar que a presión elevada el nitrógeno comienza a tener propiedades narcóticas.
Esto es de gran importancia, porque cuando los buzos trabajan, a menudo tienen que hacerlo a profundidades y bajo una enorme presión. Mucho se ha hablado del oxígeno porque es de gran importancia para la vida humana en nuestro planeta. Vale la pena señalar que la inhalación de aire con mayor oxígeno por parte de una persona durante un corto período no tiene un efecto perjudicial sobre la persona misma.
Pero si una persona inhala aire con un mayor nivel de oxígeno durante mucho tiempo, esto provocará cambios patológicos en el cuerpo. Otro componente principal del aire, del que ya se ha hablado mucho, es el dióxido de carbono, ya que resulta que una persona no puede vivir tan bien sin él como sin oxígeno.
Si no hubiera aire en la Tierra, ningún organismo vivo podría vivir en nuestro planeta, y mucho menos funcionar de alguna manera. Desafortunadamente, en el mundo moderno, una gran cantidad de instalaciones industriales que contaminan nuestro aire han exigido cada vez más la necesidad de proteger el medio ambiente, así como de controlar la limpieza del aire. Por lo tanto, debes tomar mediciones frecuentes del aire para determinar qué tan limpio está. Si cree que el aire de su habitación no está lo suficientemente limpio y esto se debe a factores externos, siempre puede comunicarse con el laboratorio EcoTestExpress, que realizará todas las pruebas necesarias (investigación) y le dará una conclusión sobre la limpieza del aire. inhalar.
La respiración es un signo esencial de vida. Respiramos constantemente desde el momento del nacimiento hasta la muerte. Respiramos día y noche durante el sueño profundo, en la salud y en la enfermedad.
En el cuerpo humano y animal las reservas de oxígeno son limitadas. Por tanto, el cuerpo necesita un suministro continuo de oxígeno del medio ambiente. También es necesario eliminar constante y continuamente del organismo el dióxido de carbono, que siempre se forma durante el proceso metabólico y es un compuesto tóxico en grandes cantidades.
La respiración es un proceso continuo y complejo, como resultado del cual la composición gaseosa de la sangre se renueva constantemente. Ésta es su esencia.
El funcionamiento normal del cuerpo humano sólo es posible si se le repone la energía que se consume continuamente. El cuerpo recibe energía a través de la oxidación de sustancias orgánicas complejas: proteínas, grasas, carbohidratos. Al mismo tiempo, se libera energía química oculta, que es la fuente de la actividad vital de las células del cuerpo, su desarrollo y crecimiento. Por tanto, la importancia de la respiración es mantener un nivel óptimo de procesos redox en el organismo.
En el proceso de la respiración, se acostumbra distinguir tres partes: respiración externa o pulmonar, transporte de gas por la sangre y respiración interna o tisular.
La respiración externa es el intercambio de gases entre el cuerpo y el aire atmosférico que lo rodea. La respiración externa se puede dividir en dos etapas: el intercambio de gases entre el aire atmosférico y alveolar y el intercambio de gases entre la sangre de los capilares pulmonares y el aire alveolar. La respiración externa se lleva a cabo debido a la actividad del aparato respiratorio externo.
El aparato respiratorio externo incluye las vías respiratorias, los pulmones, la pleura, el esqueleto y los músculos del tórax y el diafragma. La función principal del aparato respiratorio externo es proporcionar oxígeno al cuerpo y aliviar el exceso de dióxido de carbono. El estado funcional del aparato respiratorio externo puede juzgarse por el ritmo, la profundidad, la frecuencia de la respiración, el tamaño de los volúmenes pulmonares, los indicadores de absorción de oxígeno y liberación de dióxido de carbono, etc.
El transporte de gases se realiza por la sangre. Lo proporciona la diferencia de presión parcial (tensión) de los gases a lo largo de su recorrido: oxígeno de los pulmones a los tejidos, dióxido de carbono de las células a los pulmones.
La respiración interna o tisular también se puede dividir en dos etapas. La primera etapa es el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos. El segundo es el consumo de oxígeno por las células y su liberación de dióxido de carbono (respiración celular).
Composición del aire inhalado, exhalado y alveolar.
Una persona respira aire atmosférico, que tiene la siguiente composición: 20,94% de oxígeno, 0,03% de dióxido de carbono, 79,03% de nitrógeno. El aire exhalado contiene 16,3% de oxígeno, 4% de dióxido de carbono y 79,7% de nitrógeno.
La composición del aire exhalado no es constante y depende de la intensidad del metabolismo, así como de la frecuencia y profundidad de la respiración. Tan pronto como contiene la respiración o realiza varios movimientos de respiración profunda, la composición del aire exhalado cambia.
La comparación de la composición del aire inhalado y exhalado sirve como prueba de la existencia de respiración externa.
El aire alveolar difiere en composición del aire atmosférico, lo cual es bastante natural. En los alvéolos, se intercambian gases entre el aire y la sangre, mientras que el oxígeno se difunde hacia la sangre y el dióxido de carbono sale de la sangre. Como resultado, el contenido de oxígeno en el aire alveolar disminuye drásticamente y aumenta la cantidad de dióxido de carbono. El porcentaje de gases individuales en el aire alveolar: 14,2-14,6% de oxígeno, 5,2-5,7% de dióxido de carbono, 79,7-80% de nitrógeno. El aire alveolar difiere en composición del aire exhalado. Esto se explica por el hecho de que el aire exhalado contiene una mezcla de gases de los alvéolos y el espacio nocivo.
La atmósfera es la envoltura de aire de la superficie terrestre, formada por una mezcla de gases que tienen diferentes densidades en diferentes altitudes. Esta circunstancia se debe a la gravedad. A medida que nos alejamos de la superficie terrestre, la densidad de la envoltura de aire disminuye y finalmente iguala la densidad del espacio interestelar.
La capa de aire contiene la mayor parte de nitrógeno, seguido de oxígeno, luego dióxido de carbono y varios de los llamados gases neutros (argón, neón, helio, etc.). También siempre hay cantidades variables de vapor de agua en el aire. Finalmente, a veces el aire exterior contiene ozono y peróxido de hidrógeno, que, sin embargo, son impurezas temporales de la composición gaseosa del aire. La composición del aire inhalado (atmosférico) y exhalado se puede juzgar en la Fig. 1.
Arroz. 1. La composición química del aire inhalado y exhalado.
El diagrama muestra que la composición del aire exhalado difiere significativamente de la composición del aire inhalado. Si la cantidad de oxígeno en el aire inhalado es del 20,94%, entonces queda aproximadamente entre un 15 y un 16% en el aire exhalado, por lo que la disminución es de aproximadamente un 25%. Las proporciones cuantitativas de nitrógeno siguen siendo aproximadamente las mismas. Los cambios más notables los sufre el dióxido de carbono, cuya cantidad aumenta del 0,03-0,04% en el aire inhalado al 4% en el aire exhalado, es decir, aumenta 100 veces. El aire exhalado también se diferencia en sus propiedades físicas: su temperatura aumenta significativamente (hasta 38°) y la humedad relativa se acerca al 100%. De lo anterior se desprende claramente que el aire exhalado tiene una composición química y propiedades físicas desfavorables, y dado que los pulmones, cuando trabajan duro, pasan de 350-450 a 3800 l/hora de aire, queda claro por qué dicho aire (si no hay entrada de aire fresco) puede causar problemas de salud a una persona y tener un efecto adverso en su salud.
Detengámonos más detalladamente en el significado fisiológico e higiénico de los componentes individuales de la composición gaseosa de la mezcla de aire.
El oxígeno juega el papel más importante en la vida del cuerpo. El suministro insuficiente de oxígeno a los tejidos provoca alteraciones en las funciones vitales del cuerpo, que se manifiestan cuando el contenido de oxígeno en el aire inhalado disminuye al 7-8%. Una mayor reducción conduce a consecuencias más graves y, en caso de falta grave de oxígeno, a la muerte debido a daños en el sistema nervioso central, que necesita especialmente un suministro constante de oxígeno (en particular, como resultado de la parálisis del sistema respiratorio). centro).
Los ciclos de oxígeno ocurren en el aire todo el tiempo. Se gastan enormes cantidades de este gas en la respiración de personas y animales, en la combustión de combustible, en la oxidación de sustancias orgánicas, etc. La restauración de este consumo constante de oxígeno se produce principalmente debido a su liberación por las partes verdes de clorofila de las plantas, que, bajo la influencia de la radiación solar, absorben dióxido de carbono del aire y en presencia de humedad lo descomponen formando oxígeno. Gracias a este equilibrio, la concentración de oxígeno en el aire atmosférico permanece casi sin cambios (los cambios alcanzan sólo el 0,1-0,2%). Esto explica el hecho de que prácticamente en condiciones normales de vida humana no existe deficiencia de oxígeno. Las únicas excepciones son las condiciones en las que el acceso de oxígeno es limitado (por ejemplo, en minas profundas, submarinos, etc.) y también cuando, debido a condiciones naturales, la presión parcial de oxígeno en el aire se reduce significativamente (en altitudes montañosas). a más de 2000 m sobre el nivel del mar, cuando se vuela a gran altura). Sin embargo, en estos casos, el cuerpo humano, utilizando mecanismos compensatorios (un aumento en el volumen de ventilación pulmonar, un aumento en el número de glóbulos rojos), es capaz de adaptarse a tal disminución en la presión parcial de oxígeno, por ejemplo. por supuesto, dentro de ciertos límites.