Dujų mainai plaučiuose - dujų mainai difuzijos būdu tarp alveolinio oro ir kraujo. Tai alveolėse vykstančių procesų visuma ir arčiausiai jų esantys kvėpavimo takų pereinamosios zonos elementai: bronchiolės, alveoliniai maišeliai.
Atmosferos ore yra beveik 21 % deguonies, apie 79 % azoto, apie 0,03 % anglies dioksido, nedidelis kiekis vandens garų ir inertinių dujų. Tai oras, kuriuo kvėpuojame, ir mes juo vadiname įkvėptas. Oras, kurį iškvepiame, vadinamas iškvėpė. Jo sudėtis skiriasi nuo įkvepiamo oro: 16,3 % deguonies, apie 79 % azoto, apie 4 % anglies dioksido ir kt. Skirtingas deguonies ir anglies dioksido kiekis įkvepiamame ir iškvepiamame ore paaiškinamas dujų mainais ore. plaučiai.
Dujų mainai plaučiuose vyksta, kai difuzija dujos pro alveolių sieneles ir kraujo kapiliarus dėl skirtumo tarp dalinis slėgis O2 ir CO2 alveolių ore ir kraujyje.
Dalinis O2 ir CO2 slėgis alveolių ore ir kraujyje
Norint greitai keistis dujomis plaučiuose, skirtumas tarp dalinio dujų slėgio alveoliniame ore ir jų įtampos kraujyje yra apie 70 mm Hg O2. Šv., už CO2 – apie 7 mm Hg. Art.
Dujų transportavimas- O2 pernešimas iš plaučių į ląsteles ir CO2 pernešimas iš ląstelių į plaučius.
Šį etapą atlieka kraujotakos sistema, o transporto priemonė yra kraujas. Kvėpavimo dujų tirpumo koeficientai yra skirtingi (O2 - 0,022, CO2 - 0,53), todėl jos nevienodai transportuojamos. Deguonies transportavimas aprūpina pagrindiniu deguonies nešikliu – kraujyje esančiu hemoglobinu, o plazmoje ištirpsta labai maža O2 dalis. Hemoglobino molekulėje yra viena globino molekulė ir 4 hemo molekulės, kurių kiekviena turi po vieną juodosios geležies atomą, suriša vieną deguonies molekulę: Hb + 4O2 = HbO8. Deguonies pridėjimas prie hemoglobino, susidarant oksihemoglobinui, vyksta esant daliniam slėgiui 70-73 mm Hg. Art. Vienas gramas hemoglobino gali pridėti 1,34 ml. deguonies. Dėl anglies dioksido transportavimas Yra trys anglies dioksido pernešimo krauju būdai: 1) ištirpusioje būsenoje – 5 %; 2) karbhemoglobino pavidalu - 10-20%; 3) karbonatų pavidalu (daugiausia natrio ir kalio bikarbonatai) – 85 proc.
Dujų mainai audiniuose dujų mainai difuzijos būdu tarp kraujo ir audinių kapiliaruose. Šis etapas yra dėl dujų įtempimo kraujyje ir audiniuose (dėl O2 – apie 70 mm Hg, dėl CO2 – apie 7 mm Hg. St.) O taip pat atliekama dėl difuzijos. Audiniuose įtampos skirtumą palaiko nuolatinis biologinės oksidacijos procesas.
audinių kvėpavimas- 02 suvartojimas ląstelėse ir CO2 išsiskyrimas. Tai kelių etapų fermentinis procesas, kai ląstelės naudoja deguonį organiniams junginiams oksiduoti, susidarant CO2 ir H2O ir gauti energijos gyvybei. Ląstelėse deguonis tiekiamas į mitochondrijas, kur vyksta organinių junginių oksidacija ir ATP sintezė. Ląstelių kvėpavimą išsamiau tiria biochemija.
Pagrindiniai kvėpavimo rodikliai
Yra keletas rodiklių, apibūdinančių plaučių funkcinę būklę, jie matuojami specialiu prietaisu, vadinamu spirometru. Iš esmės nustatyti gyvybinę plaučių talpą (VC). Plaučių gyvybinė talpa yra didžiausias oro kiekis, kurį žmogus gali iškvėpti giliausiai įkvėpęs. Šį rodiklį sudaro tokie kiekiai:
1) potvynio tūris (PRIEŠ ) - oro tūris, kurį žmogus įkvepia ir iškvepia ramiai kvėpuodamas (apie 500 ml)
2) papildomas tūris (TRP), arba įkvėpimo rezervinis tūris didžiausias oro tūris, kurį galima įkvėpti ramiai įkvėpus (apie 1500-2000 ml)
3) iškvėpimo rezervo tūris (RO ) - didžiausias iškvėpto oro tūris ramiai iškvėpus (1000-1500 ml)
VC = KAM(0,5 l) + TRP(1,5-2 l) + RO(1,5 l) = 3,5-4 l
Paprastai VC sudaro apie 3/4 viso plaučių talpos ir apibūdina didžiausią tūrį, per kurį žmogus gali pakeisti kvėpavimo gylį. VC priklauso nuo amžiaus(mažėja su amžiumi, dėl sumažėjusio plaučių elastingumo), Lytis (V moterys - 3-3,5 l, vyrai - 3,5-4,8 l), fizinis vystymasis(fiziškai treniruotiems žmonėms - 6-7 litrai), kūno padėtis(vertikaliai) augimas(jauniems žmonėms ši priklausomybė išreiškiama formule: VC = 2,5 × aukštis metrais) ir kt.
Kartu su likutinis tūris, tai yra oro tūris, kuris lieka plaučiuose po gilaus iškvėpimo, susidaro VC bendros plaučių talpos(ŽALIAS).
Pagrindiniai atmosferos oro komponentai yra deguonis (apie 21%), azotas (78%), anglies dioksidas (0,03-0,04%), vandens garai, inertinės dujos, ozonas, vandenilio peroksidas (apie 1%).
Deguonis yra neatskiriama oro dalis. Jai tiesiogiai dalyvaujant, vyksta visi oksidaciniai procesai žmogaus ir gyvūno organizme. Ramybės būsenoje žmogus per minutę suvartoja apie 350 ml deguonies, o dirbant sunkų fizinį darbą suvartojamo deguonies kiekis padidėja kelis kartus.
Įkvepiamame ore deguonies yra 20,7-20,9 proc., o iškvepiamame apie 15-16 proc. Taigi kūno audiniai sugeria apie 1/4 deguonies, esančio įkvepiamo oro sudėtyje.
Atmosferoje deguonies kiekis labai nesikeičia. Augalai sugeria anglies dioksidą ir suskaido jį, kad sugertų anglį, o išleistas deguonis išleidžiamas į atmosferą. Deguonies susidarymo šaltinis taip pat yra fotocheminis vandens garų skilimas viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, veikiant saulės ultravioletinei spinduliuotei. Užtikrinant pastovią atmosferos oro sudėtį, svarbus ir oro srautų maišymasis apatiniuose atmosferos sluoksniuose. Išimtis – hermetiškai uždarytos patalpos, kuriose dėl ilgo žmonių buvimo gali ženkliai sumažėti deguonies kiekis (povandeniniai laivai, pastogės, slėginės orlaivių kabinos ir kt.).
Organizmui svarbus dalinis deguonies slėgis *, o ne absoliutus jo kiekis įkvėptame ore. Taip yra dėl to, kad deguonies perėjimas iš alveolių oro į kraują ir iš kraujo į audinių skystį vyksta dėl dalinio slėgio skirtumo. Dalinis deguonies slėgis mažėja kylant virš jūros lygio (1 lentelė).
1 lentelė. Dalinis deguonies slėgis skirtinguose aukščiuose
Didelę reikšmę turi deguonies panaudojimas ligoms, kurias lydi deguonies badas, gydyti (deguonies palapinės, inhaliatoriai).
Anglies dioksidas. Anglies dioksido kiekis atmosferoje yra gana pastovus. Šis pastovumas paaiškinamas jo cirkuliacija gamtoje. Nepaisant to, kad irimo procesus ir gyvybinę organizmo veiklą lydi anglies dioksido išsiskyrimas, jo kiekis atmosferoje reikšmingai nepadidėja, nes anglies dioksidą sugeria augalai. Tuo pačiu metu anglis patenka į organinių medžiagų statybą, o deguonis patenka į atmosferą. Iškvėptame ore yra iki 4,4% anglies dioksido.
Anglies dioksidas yra fiziologinis kvėpavimo centro sukėlėjas, todėl dirbtinio kvėpavimo metu jo nedideliais kiekiais patenka į orą. Dideliais kiekiais jis gali turėti narkotinį poveikį ir sukelti mirtį.
Anglies dioksidas taip pat turi higieninę reikšmę. Pagal jo turinį sprendžiama apie oro grynumą gyvenamosiose ir visuomeninėse patalpose (t. y. patalpose, kuriose yra žmonės). Žmonėms kaupiantis blogai vėdinamose patalpose, lygiagrečiai ore kaupiantis anglies dioksidui, didėja kitų žmogaus atliekų kiekis, pakyla oro temperatūra, didėja jo drėgmė.
Nustatyta, kad jei anglies dvideginio kiekis patalpų ore viršija 0,07-0,1 proc., oras įgauna nemalonų kvapą ir gali sutrikdyti funkcinę organizmo būklę.
Išvardintų gyvenamųjų patalpų oro savybių pokyčių lygiagretumas ir anglies dioksido koncentracijos padidėjimas, taip pat jo kiekio nustatymo paprastumas leidžia naudoti šį rodiklį higieniniam oro kokybės ir oro efektyvumo vertinimui. vėdinimas viešose patalpose.
azoto ir kitų dujų. Azotas yra pagrindinis atmosferos oro komponentas. Kūne jis yra ištirpęs kraujyje ir audinių skysčiuose, bet nedalyvauja cheminėse reakcijose.
Šiuo metu eksperimentiškai nustatyta, kad esant padidėjusiam slėgiui oro azotas sukelia gyvūnams nervų ir raumenų koordinacijos sutrikimą, vėlesnį sužadinimą ir narkotinę būseną. Tyrėjai stebėjo panašius reiškinius naruose. Helio ir deguonies mišinio naudojimas narų kvėpavimui leidžia padidinti nusileidimo gylį iki 200 m be ryškių intoksikacijos simptomų.
Elektros žaibo išlydžių metu ir veikiant ultravioletiniams saulės spinduliams ore susidaro nedidelis kiekis kitų dujų. Jų higieninė vertė palyginti nedidelė.
* Dalinis dujų slėgis dujų mišinyje yra slėgis, kurį sukurtų tam tikros dujos, jei jos užimtų visą mišinio tūrį.
Visi puikiai žinome, kad nė viena gyva būtybė negali gyventi žemėje be oro. Oras yra gyvybiškai svarbus mums visiems. Visi nuo vaikų iki suaugusiųjų žino, kad be oro išgyventi neįmanoma, tačiau ne visi žino, kas yra oras ir iš ko jis susideda. Taigi, oras yra dujų mišinys, kurio nei matyti, nei paliesti, bet visi puikiai žinome, kad jis yra aplink mus, nors praktiškai to nepastebime. Mūsų laboratorijoje galima atlikti įvairaus pobūdžio tyrimus, įskaitant.
Orą galime pajusti tik tada, kai jaučiame stiprų vėją arba esame šalia ventiliatoriaus. Iš ko susideda oras, o jį sudaro azotas ir deguonis, ir tik nedidelė dalis argono, vandens, vandenilio ir anglies dioksido. Jei laikysime oro sudėtį procentais, tai azotas yra 78,08 proc., deguonis 20,94 proc., argonas 0,93 proc., anglies dioksidas 0,04 proc., neonas 1,82 * 10-3 proc., helis 4,6 * 10-4 proc., metanas 1,7 x 10 proc. -4 proc., kriptonas 1,14*10-4 proc., vandenilis 5*10-5 proc., ksenonas 8,7*10-6 proc., azoto oksidas 5*10-5 proc.
Deguonies kiekis ore yra labai didelis, nes būtent deguonis yra būtinas žmogaus organizmo gyvybei. Kvėpuojant ore stebimas deguonis patenka į žmogaus organizmo ląsteles, dalyvauja oksidacijos procese, ko pasekoje išsiskiria energija, reikalinga gyvybei. Taip pat deguonis, esantis ore, reikalingas ir kurui, kuris gamina šilumą, deginti, taip pat mechaninei energijai gauti vidaus degimo varikliuose.
Inertinės dujos taip pat išgaunamos iš oro skystinimo metu. Kiek deguonies yra ore, jei žiūrite į procentą, tai deguonies ir azoto ore yra 98 procentai. Žinant atsakymą į šį klausimą, iškyla kitas, kurios dujinės medžiagos vis dar yra oro dalis.
Taigi 1754 m. mokslininkas Josephas Blackas patvirtino, kad orą sudaro dujų mišinys, o ne vienalytė medžiaga, kaip manyta anksčiau. Žemėje esančio oro sudėtis apima metaną, argoną, anglies dioksidą, helią, kriptoną, vandenilį, neoną, ksenoną. Verta paminėti, kad oro procentas gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo to, kur žmonės gyvena.
Deja, didžiuosiuose miestuose anglies dvideginio procentas bus didesnis nei, pavyzdžiui, kaimuose ar miškuose. Kyla klausimas, kiek procentų deguonies yra kalnų ore. Atsakymas paprastas, deguonis yra daug sunkesnis už azotą, todėl kalnuose jo ore bus daug mažiau, taip yra todėl, kad didėjant aukščiui deguonies tankis mažėja.
Deguonies kiekis ore
Taigi, atsižvelgiant į deguonies santykį ore, yra tam tikri standartai, pavyzdžiui, darbo zonai. Kad žmogus galėtų visavertiškai dirbti, deguonies norma ore yra nuo 19 iki 23 proc. Eksploatuojant įrangą įmonėse, būtina stebėti įrenginių, taip pat įvairių mašinų sandarumą. Jei tikrinant orą patalpoje, kurioje dirba žmonės, deguonies rodiklis nesiekia 19 procentų, tuomet būtina išeiti iš patalpos ir įjungti avarinį vėdinimą. Deguonies lygį darbo vietoje galite kontroliuoti pasikvietę į EcoTestExpress laboratoriją ir tirdami.
Dabar apibrėžkime, kas yra deguonis.
Deguonis yra periodinės Mendelejevo elementų lentelės cheminis elementas, deguonis neturi kvapo, skonio, spalvos. Ore esantis deguonis būtinas žmogaus kvėpavimui, taip pat ir degimui, nes niekam ne paslaptis, kad jei nėra oro, tai ir medžiagos nesudegs. Deguonies sudėtis apima trijų stabilių nuklidų, kurių masės skaičiai yra 16, 17 ir 18, mišinį.
Taigi, deguonis yra labiausiai paplitęs elementas žemėje, atsižvelgiant į deguonies procentą, didžiausias procentas yra silikatuose, kurie sudaro apie 47,4 procento kietos žemės plutos masės. Taip pat visos žemės jūroje ir gėluosiuose vandenyse yra didžiulis deguonies kiekis, būtent 88,8 proc., o deguonies kiekis ore yra tik 20,95 proc. Taip pat reikėtų pažymėti, kad deguonis yra daugiau nei 1500 junginių dalis žemės plutoje.
Kalbant apie deguonies gamybą, jis gaunamas atskiriant orą žemoje temperatūroje. Šis procesas vyksta taip, pradžioje jie suspaudžia orą kompresoriaus pagalba, o suspaudžiant orą pradeda kaisti. Suslėgtam orui leidžiama atvėsti iki kambario temperatūros, o atvėsus – laisvai plėstis.
Vykstant plėtimuisi, dujų temperatūra pradeda smarkiai kristi, orui atvėsus, jo temperatūra gali būti keliomis dešimtimis laipsnių žemesnė už kambario temperatūrą, toks oras vėl suspaudžiamas ir išsiskirianti šiluma pašalinama. Po kelių oro suspaudimo ir aušinimo etapų atliekama nemažai procedūrų, kurių metu išskiriamas grynas deguonis be jokių priemaišų.
Ir čia iškyla kitas klausimas, kuris yra sunkesnis deguonis ar anglies dioksidas. Atsakymas yra tiesiog, žinoma, anglies dioksidas bus sunkesnis už deguonį. Anglies dioksido tankis yra 1,97 kg/m3, o deguonies – 1,43 kg/m3. Kalbant apie anglies dioksidą, kaip paaiškėjo, jis atlieka vieną iš pagrindinių vaidmenų visos gyvybės žemėje gyvenime, taip pat turi įtakos anglies ciklui gamtoje. Įrodyta, kad anglies dioksidas dalyvauja reguliuojant kvėpavimą, taip pat kraujotaką.
Kas yra anglies dioksidas?
Dabar išsamiau apibrėžkime, kas yra anglies dioksidas, taip pat nurodykime anglies dioksido sudėtį. Taigi anglies dioksidas kitaip tariant yra anglies dioksidas, tai bespalvės dujos, turinčios šiek tiek rūgštaus kvapo ir skonio. Kalbant apie orą, anglies dvideginio koncentracija jame yra 0,038 proc. Anglies dioksido fizinės savybės yra tokios, kad esant normaliam atmosferos slėgiui jis neegzistuoja skystoje būsenoje, o iš karto pereina iš kietos būsenos į dujinę.
Kietas anglies dioksidas taip pat vadinamas sausu ledu. Iki šiol anglies dioksidas yra visuotinio atšilimo dalyvis. Anglies dioksidas susidaro deginant įvairias medžiagas. Pažymėtina, kad pramoninėje anglies dioksido gamyboje jis pumpuojamas į cilindrus. Anglies dioksidas, pumpuojamas į cilindrus, naudojamas kaip gesintuvai, taip pat sodos vandens gamyboje, taip pat naudojamas pneumatiniuose ginkluose. Taip pat maisto pramonėje kaip konservantas.
Įkvepiamo ir iškvepiamo oro sudėtis
Dabar panagrinėkime įkvepiamo ir iškvepiamo oro sudėtį. Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra kvėpavimas. Kvėpavimas yra sudėtingas nenutrūkstamas procesas, kurio metu nuolat atnaujinama kraujo dujų sudėtis. Oro, kuriuo kvėpuojame, sudėtis yra 20,94 procento deguonies, 0,03 procento anglies dioksido ir 79,03 procento azoto. Tačiau iškvepiamo oro sudėtis jau sudaro tik 16,3 procento deguonies, net 4 procentus anglies dioksido ir 79,7 procento azoto.
Matyti, kad įkvepiamas oras nuo iškvepiamo skiriasi deguonies kiekiu, taip pat anglies dioksido kiekiu. Tai medžiagos, sudarančios orą, kuriuo kvėpuojame ir iškvepiame. Taigi mūsų kūnas yra prisotintas deguonies ir visą nereikalingą anglies dioksidą išskiria į išorę.
Sausas deguonis pagerina elektrines ir apsaugines plėvelių savybes dėl vandens nebuvimo, taip pat jų tankinimo ir erdvės krūvio sumažėjimo. Taip pat sausas deguonis normaliomis sąlygomis negali reaguoti su auksu, variu ar sidabru. Atlikti cheminę oro analizę ar kitus laboratorinius tyrimus, įskaitant, galite mūsų laboratorijoje „EcoTestExpress“.
Oras yra planetos, kurioje mes gyvename, atmosfera. Ir mes visada turime klausimą, kas yra oro dalis, atsakymas yra tiesiog dujų rinkinys, kaip jau buvo aprašyta aukščiau, kokios dujos ir kokia proporcija yra ore. Kalbant apie dujų kiekį ore, čia viskas paprasta ir paprasta, procentinis santykis beveik visose mūsų planetos vietose yra vienodas.
Oro sudėtis ir savybės
Oras susideda ne tik iš dujų mišinio, bet ir iš įvairių aerozolių bei garų. Procentinė oro sudėtis yra azoto ir deguonies bei kitų ore esančių dujų santykis. Taigi, kiek deguonies yra ore, paprastas atsakymas – tik 20 proc. Dujų sudėtinė sudėtis, kaip ir azoto, sudaro liūto dalį viso oro, todėl verta paminėti, kad esant padidėjusiam slėgiui, azotas pradeda turėti narkotinių savybių.
Tai nemenka svarba, nes dirbant narams dažnai tenka dirbti giliai, patiriant milžinišką spaudimą. Jau daug pasakyta apie deguonį, nes jis turi didelę reikšmę žmogaus gyvenimui mūsų planetoje. Verta paminėti, kad per trumpą laiką žmogaus įkvėpus oro su padidėjusiu deguonimi pačiam žmogui neigiamos įtakos nedaro.
Bet jei žmogus ilgą laiką įkvepia oro su padidėjusiu deguonies kiekiu, tai sukels patologinius kūno pokyčius. Kitas pagrindinis oro komponentas, apie kurį jau daug kalbėta, yra anglies dioksidas, pasirodo, be jo žmogus negali gyventi taip gerai, kaip be deguonies.
Jei žemėje nebūtų oro, mūsų planetoje negalėtų gyventi nei vienas gyvas organizmas, juo labiau kažkaip funkcionuoti. Deja, šiuolaikiniame pasaulyje daugybė pramoninių objektų, teršiančių mūsų orą, pastaruoju metu vis dažniau reikalauja saugoti aplinką, taip pat stebėti oro grynumą. Todėl norint nustatyti jo švarumą, reikia dažnai matuoti orą. Jei jums atrodo, kad oras jūsų kambaryje nėra pakankamai švarus ir dėl to kaltas išorinis veiksnys, visada galite kreiptis į EcoTestExpress laboratoriją, kuri atliks visas reikalingas analizes (, tyrimus) ir pateiks išvadą apie oro, kuriuo kvėpuojate.
Kvėpavimas yra esminis gyvybės ženklas. Mes nuolat kvėpuojame nuo gimimo iki mirties. Kvėpuojame dieną ir naktį giliai miegodami, būdami sveiki ir sergantys.
Žmonėms ir gyvūnams deguonies atsargos yra ribotos. Todėl organizmui reikia nuolatinio deguonies tiekimo iš aplinkos. Anglies dioksidas, kuris visada susidaro medžiagų apykaitos procese ir dideliais kiekiais yra toksiškas junginys, taip pat turi būti nuolat ir nuolat šalinamas iš organizmo.
Kvėpavimas yra sudėtingas nenutrūkstamas procesas, dėl kurio nuolat atnaujinama kraujo dujų sudėtis. Tai yra jo esmė.
Normalus žmogaus organizmo funkcionavimas įmanomas tik tada, kai jis pasipildo energija, kuri nuolat vartojama. Organizmas energijos gauna oksiduodamas sudėtingas organines medžiagas – baltymus, riebalus, angliavandenius. Tuo pačiu metu išsiskiria latentinė cheminė energija, kuri yra gyvybinės kūno ląstelių veiklos, jų vystymosi ir augimo šaltinis. Taigi, kvėpavimo svarba yra palaikyti optimalų redokso procesų lygį organizme.
Kvėpavimo procese įprasta išskirti tris grandis: išorinį, arba plaučių, kvėpavimą, dujų transportavimą krauju ir vidinį, arba audinių, kvėpavimą.
Išorinis kvėpavimas – tai dujų mainai tarp kūno ir aplinkinio atmosferos oro. Išorinį kvėpavimą galima suskirstyti į du etapus – dujų mainus tarp atmosferos ir alveolių oro bei dujų mainus tarp plaučių kapiliarų kraujo ir alveolių oro. Išorinis kvėpavimas atliekamas dėl išorinio kvėpavimo aparato veiklos.
Kvėpavimo aparatą sudaro kvėpavimo takai, plaučiai, pleura, krūtinės ląstos skeletas ir raumenys bei diafragma. Pagrindinė išorinio kvėpavimo aparato funkcija – aprūpinti organizmą deguonimi ir išlaisvinti jį iš anglies dioksido pertekliaus. Išorinio kvėpavimo aparato funkcinę būklę galima spręsti pagal kvėpavimo ritmą, gylį, dažnį, pagal plaučių tūrių reikšmę, pagal deguonies pasisavinimo ir anglies dioksido išsiskyrimo rodiklius ir kt.
Dujų pernešimas vyksta krauju. Jį užtikrina dujų dalinio slėgio (įtampos) skirtumas jų kelyje: deguonis iš plaučių į audinius, anglies dioksidas iš ląstelių į plaučius.
Vidinį arba audinių kvėpavimą taip pat galima suskirstyti į du etapus. Pirmasis etapas yra dujų mainai tarp kraujo ir audinių. Antrasis yra deguonies suvartojimas ląstelėse ir anglies dioksido išsiskyrimas iš jų (ląstelių kvėpavimas).
Įkvepiamo, iškvepiamo ir alveolinio oro sudėtis
Žmogus kvėpuoja atmosferos oru, kurio sudėtis yra tokia: 20,94% deguonies, 0,03% anglies dioksido, 79,03% azoto. Iškvėptame ore yra 16,3 % deguonies, 4 % anglies dioksido, 79,7 % azoto.
Iškvepiamo oro sudėtis nėra pastovi ir priklauso nuo medžiagų apykaitos intensyvumo, taip pat nuo kvėpavimo dažnumo ir gylio. Vos sulaikius kvėpavimą arba kelis kartus giliai įkvėpus, pasikeičia iškvepiamo oro sudėtis.
Įkvepiamo ir iškvepiamo oro sudėties palyginimas yra išorinio kvėpavimo įrodymas.
Alveolinis oras savo sudėtimi skiriasi nuo atmosferos oro, kuris yra gana natūralus. Alveolėse dujos keičiasi tarp oro ir kraujo, o deguonis pasklinda į kraują, o anglies dioksidas difunduoja iš kraujo. Dėl to alveolių ore smarkiai sumažėja deguonies kiekis ir padidėja anglies dioksido kiekis. Atskirų dujų procentas alveolių ore: 14,2-14,6% deguonies, 5,2-5,7% anglies dioksido, 79,7-80% azoto. Alveolių oras skiriasi sudėtimi ir nuo iškvepiamo oro. Taip yra todėl, kad iškvepiamame ore yra dujų mišinys iš alveolių ir kenksmingos erdvės.
Atmosfera yra žemės paviršiaus oro apvalkalas, sudarytas iš dujų mišinio, kurio tankis skirtinguose aukščiuose yra skirtingas. Šią aplinkybę lemia gravitacija. Tolstant nuo žemės paviršiaus, oro apvalkalo tankis mažėja ir galiausiai susilygina su tarpžvaigždinės erdvės tankiu.
Oro apvalkalo sudėtyje yra daugiausia azoto, po to deguonis, tada anglies dioksidas ir daugybė vadinamųjų neutralių dujų (argono, neono, helio ir kt.). Taip pat ore yra įvairaus vandens garų kiekio. Galiausiai, kartais lauko ore yra ozono ir vandenilio peroksido, kurie yra laikinos oro dujų sudėties priemaišos. Įkvepiamo (atmosferos) ir iškvepiamo oro sudėtį galima spręsti iš Fig. 1.
Ryžiai. 1. Įkvepiamo ir iškvepiamo oro cheminė sudėtis.
Iš diagramos matyti, kad iškvepiamo oro sudėtis labai skiriasi nuo įkvepiamo oro sudėties. Jei įkvepiamame ore deguonies kiekis yra 20,94%, tai iškvepiamame ore lieka maždaug 15-16%, todėl sumažėja apie 25%. Kiekybiniai azoto santykiai išlieka maždaug tokie patys. Ryškiausius pokyčius patiria anglies dioksidas, kurio kiekis padidėja nuo 0,03-0,04% įkvepiamame ore iki 4% iškvepiamame ore, tai yra, padidėja 100 kartų. Iškvepiamas oras taip pat skiriasi savo fizinėmis savybėmis: jo temperatūra žymiai pakyla (iki 38 °), o santykinė oro drėgmė artėja prie 100%. Iš to, kas pasakyta, aišku, kad iškvepiamo oro cheminė sudėtis ir fizinės savybės yra nepalankios, o kadangi sunkaus darbo metu plaučiai praeina nuo 350–450 iki 3800 l/h oro, tampa aišku, kodėl toks oras (jei yra nėra gryno oro srauto) gali sukelti asmens sveikatos problemų ir neigiamai paveikti jo sveikatą.
Išsamiau pakalbėkime apie atskirų oro mišinio dujų sudėties sudedamųjų dalių fiziologinę ir higieninę reikšmę.
Deguonis vaidina svarbiausią vaidmenį organizmo gyvenime. Nepakankamas audinių aprūpinimas deguonimi sukelia organizmo gyvybinės veiklos sutrikimus, kurie pasireiškia, kai deguonies kiekis įkvepiamame ore sumažėja iki 7-8%. Tolesnis sumažėjimas sukelia rimtesnių pasekmių, o su ryškiu deguonies badu - mirtį dėl centrinės nervų sistemos pažeidimo, kuriai ypač reikia nuolatinio deguonies tiekimo (ypač dėl kvėpavimo paralyžiaus). centras).
Oro aplinkoje deguonies ciklas vyksta visą laiką. Didžiulis šių dujų kiekis sunaudojamas žmonėms ir gyvūnams kvėpuojant, degant kurui, oksiduojantis organinėms medžiagoms ir kt. Šis nuolatinis deguonies suvartojimas atsistato daugiausia dėl to, kad jį išskiria žalios chlorofilo augalų dalys, kuris, veikiamas saulės spinduliuotės, pasisavina ore esantį anglies dioksidą ir esant Drėgmei jį suskaido sudarydamas deguonį. Dėl šios pusiausvyros deguonies koncentracija atmosferos ore beveik nekinta (pokyčiai siekia tik 0,1-0,2%). Tai paaiškina faktą, kad normaliomis žmogaus gyvenimo sąlygomis praktiškai netrūksta deguonies. Vienintelės išimtys yra tokios sąlygos, kai deguonies prieiga yra apribota (pavyzdžiui, giluminėse kasyklose, povandeniniuose laivuose ir pan.), taip pat kai dėl natūralių sąlygų labai sumažėja dalinis deguonies slėgis ore (kalnų aukštyje nuo daugiau nei 2000 m virš jūros lygio, skrendant dideliame aukštyje). Tačiau šiais atvejais žmogaus organizmas, naudodamas kompensacinius mechanizmus (plaučių ventiliacijos tūrio padidėjimą, raudonųjų kraujo kūnelių skaičiaus padidėjimą), gali prisitaikyti prie tokio dalinio deguonies slėgio sumažėjimo, žinoma, tam tikrose ribose.