» »

Zašto je čovjeku potreban ugljični dioksid? Dah.

23.09.2019

Atmosferski zrak je fizikalna smjesa dušika, kisika, ugljičnog dioksida (ugljičnog dioksida), argona i drugih plemenitih plinova. Suhi atmosferski zrak sadrži: kisik - 20,95%, dušik - 78,09%, ugljični dioksid - 0,03%. U malim količinama prisutni su argon, helij, neon, kripton, vodik, ksenon i dr. Uz stalne komponente u zraku ima i nekih nečistoća. prirodno podrijetlo, kao i onečišćenja unesena u atmosferu uslijed ljudskih proizvodnih aktivnosti.

Komponente zračnog okoliša imaju različite učinke na tijelo životinja.

Dušik najveći je sastojak atmosferskog zraka, spada u inertne plinove, ne podržava disanje i gorenje. U prirodi postoji kontinuirani proces kruženja dušika, uslijed kojeg se atmosferski dušik pretvara u organske spojeve, a kada se oni razgrade, obnavlja se i ponovno ulazi u atmosferu te se ponovno povezuje s biološkim objektima. Dušik služi kao izvor prehrane za biljke.

Atmosferski dušik također je razrjeđivač kisika, disanja čisti kisik dovodi do nepovratnih promjena u tijelu.

Kisik- zračni plin neophodan za život, jer je neophodan za disanje. Kada uđe u pluća, kisik se apsorbira u krv i distribuira po cijelom tijelu – ulazi u sve njegove stanice i tamo se troši na oksidaciju hranjivim tvarima, formiranje ugljični dioksid i vodu. Svi kemijski procesi u životinjskom tijelu povezani s stvaranjem različitih tvari, s radom mišića i organa, s oslobađanjem topline, odvijaju se samo u prisutnosti kisika.

Kisik unutra čisti oblik ima toksični učinak, koji je povezan s oksidacijom enzima.

Životinje konzumiraju u prosjeku sljedeća količina kisik (ml/kg težine): konj u mirovanju - 253, tijekom rada - 1780, krava - 328, ovca - 343, svinja - 392, kokoš - 980. Količina utrošenog kisika također ovisi o dobi, spolu i fiziološkom stanju tijela . Udio kisika u zraku zatvorenih prostora za životinje može se smanjiti zbog nedovoljne izmjene zraka – ventilacije, što kod produljene izloženosti utječe na njihovo zdravlje i produktivnost. Ptice su na to najosjetljivije.

Ugljični dioksid(ugljikov dioksid, CO 2) ima važnu ulogu u životu životinja i ljudi, budući da je fiziološki uzročnik dišnog centra. Smanjenje koncentracije ugljičnog dioksida u udahnutom zraku ne predstavlja značajnu opasnost za tijelo, budući da je potrebna razina parcijalnog tlaka ovog plina u krvi osigurana regulacijom acidobazna ravnoteža. Povećan sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferskom zraku negativno djeluje na organizam životinja. Kada se velike koncentracije ugljičnog dioksida udišu u tijelu, redoks procesi su poremećeni, ugljični dioksid se nakuplja u krvi, što dovodi do ekscitacije dišnog centra. Istovremeno, disanje postaje sve češće i dublje. Kod ptica nakupljanje ugljičnog dioksida u krvi ne pojačava disanje, već uzrokuje njegovo usporavanje i čak zaustavljanje. Stoga je u prostorijama za ptice osiguran stalan protok vanjskog zraka u puno većim količinama (po 1 kg težine) nego za sisavce.

S higijenskog gledišta ugljični dioksid je važan pokazatelj, po kojoj se prosuđuje stupanj čistoće zraka - učinkovitost ventilacije. Ako ventilacija u objektima za uzgoj stoke ne radi dobro, ugljični dioksid se nakuplja u značajnim količinama, jer izdahnuti zrak sadrži do 4,2%. Puno ugljičnog dioksida ulazi u zrak prostorije ako se zagrijava plinskim plamenicima. Stoga u takvim sobama ventilacijske strukture moraju biti snažnije.

Najveća dopuštena količina ugljičnog dioksida u zraku stočnih objekata ne smije prelaziti 0,25% za životinje i 0,1 - 0,2% za ptice.

Ugljični monoksid(ugljični monoksid) - nema ga u atmosferskom zraku. Međutim, pri radu u stočarskim prostorijama s opremom - traktorima, automatima za stočnu hranu, generatorima topline itd., oslobađa se s ispušni plinovi. Oslobađanje ugljičnog monoksida također se opaža tijekom rada plinskih plamenika.

Ugljični monoksid- jak otrov za životinje i ljude: spajajući se s hemoglobinom u krvi, oduzima mu sposobnost prijenosa kisika iz pluća u tkiva. Kada se ovaj plin udahne, životinje umiru od gušenja zbog akutnog nedostatka kisika. Toksični učinak počinje se očitovati već nakupljanjem 0,4% ugljičnog monoksida. Da biste spriječili ovakva trovanja, potrebno je dobro prozračiti prostorije u kojima rade motori s unutarnjim izgaranjem, te provoditi redovito održavanje generatora topline i drugih mehanizama koji emitiraju ugljični monoksid.

U slučaju trovanja životinja ugljični monoksid prije svega, moraju se ukloniti iz prostorija da Svježi zrak. Najveća dopuštena koncentracija ovog plina je 2 mg/m3.

Amonijak(NH 3) je bezbojan plin oštrog mirisa. U atmosferskom zraku nalazi se rijetko iu malim koncentracijama. U objektima za uzgoj stoke amonijak nastaje pri razgradnji mokraće, gnoja i stelje. Naročito se nakuplja u prostorijama u kojima je slabo provjetravanje, podovi se ne održavaju čistima, životinje se drže bez stelje ili se ona ne mijenja na vrijeme, kao iu gnojištima i jamama za pulpu šećerana. Mnogo amonijaka stvara se u svinjcima, nastambama za telad i peradarnicima (osobito kada se perad drži na podu) ako je u tim prostorijama koncentriran veliki broj životinja. Iznad mjesta nakupljanja gnojnice koncentracija amonijaka doseže 35 mg/m3 ili više. Stoga, kada se radi na crpljenju tekućeg gnoja ili čišćenju zatvorenih gnojnih kanala, ljude treba pustiti na rad tek nakon temeljitog provjetravanja ovog prostora.

U starim i hladnim prostorijama mnogo se amonijaka nakuplja na površini opreme, u mokroj posteljini, budući da se bolje otapa u hladnom, vlažnom okruženju. Kada temperatura poraste i atmosferski tlak padne, amonijak se oslobađa natrag u sobni zrak.

Konstantno udisanje zraka čak i s malom primjesom amonijaka (10 mg/m3) negativno utječe na zdravlje životinja. Amonijak, koji se otapa na sluznici gornjeg dišnog trakta i očiju, iritira ih, osim toga, refleksno smanjuje dubinu disanja, a time i ventilaciju pluća. Kao rezultat toga, životinje razvijaju kašalj, suzenje, bronhitis, plućni edem itd. upalni procesi respiratorni trakt se smanjuje i sposobnost sluznice da se odupre prodoru mikroorganizama kroz njih, uključujući patogene. Pri visokim koncentracijama amonijaka dolazi do paralize dišnog sustava i uginuća životinje.

U krvi se amonijak spaja s hemoglobinom i pretvara ga u alkalni hematin, koji tijekom disanja nije u stanju apsorbirati kisik, tj. dolazi do gladovanja kisikom. Teški stupanj trovanja karakteriziran je nesvjesticom i konvulzijama. Amonijak s vlagom stvara agresivnu okolinu koja strojeve, mehanizme i zgrade čini neupotrebljivima.

Najveća dopuštena koncentracija ovog plina je 20 mg/m3, za mlade životinje i perad - 5-10 mg/m3.

Mora se imati na umu da amonijak ima negativan učinak ne samo na životinje, već i na servisno osoblje. Stoga, kako bi se zaštitilo zdravlje radnika u prostorijama, kao i stvorili normalni uvjeti za životinje, zgrade trebaju biti opremljene učinkovitom ventilacijom. Od velike je važnosti da trenutni sustav uklanjanje gnoja. Sadržaj amonijaka može se smanjiti posipanjem mljevenog superfosfata po stelji u količini od 250 - 300 g/m2, koristeći standardnu ​​tresetnu stelju, a za brzo opadanje koncentracije ovog plina, može se koristiti aerosol formaldehida, antikorozivni premaz se koristi za zaštitu strojeva i mehanizama.

Sumporovodik(H 2 S) nema ili se nalazi u neznatnim količinama u slobodnoj atmosferi. Izvor akumulacije sumporovodika u zraku stočnih objekata je truljenje organskih tvari koje sadrže sumpor i crijevne izlučevine životinja, osobito pri korištenju hrane bogate proteinima ili probavnih poremećaja. Vodikov sulfid može ući u unutarnji zrak iz spremnika za tekućinu i kanala za gnoj.

Udisanje ovog plina u manjim količinama (10 mg/m3) uzrokuje upalu sluznice, gladovanje kisikom, a u velikim koncentracijama - paralizu centra za disanje i centra koji upravlja stezanjem krvnih žila. Kada se apsorbira u krv, sumporovodik blokira aktivnost enzima koji osiguravaju proces disanja. Željezo u krvnom hemoglobinu veže se s vodikovim sulfidom u željezni sulfid, pa hemoglobin ne može sudjelovati u vezanju i prijenosu kisika. U sluznicama stvara natrijev sulfid, koji uzrokuje upalu.

Sadržaj sumporovodika u udahnutom zraku iznad 10 mg/m 3 može uzrokovati brzu smrt životinja i ljudi, a dugotrajna izloženost njegovoj maloj količini dovodi do kroničnog trovanja, koje se očituje općom slabošću, probavnim smetnjama, upalom respiratorni trakt i smanjena produktivnost. U osoba s kroničnim trovanjem sumporovodikom javlja se slabost, mršavost, znojenje, glavobolja, poremećaj rada srca, katar dišnog sustava i gastroenteritis.

Dopuštena koncentracija sumporovodika u zraku zatvorenih prostorija je 5 - 10 mg/m3. Miris sumporovodika osjeća se već pri koncentracijama od 1,4 mg/m 3 , jasno izražen kod 3,3 mg/m 3 , značajan kod 4 mg/m 3 , a bolan kod 7 mg/m 3 .

Kako bi se spriječilo stvaranje sumporovodika u prostorijama, potrebno je pratiti dobro stanje kanalizacijskih konstrukcija, koristiti visokokvalitetnu stelju koja upija plinove, održavati odgovarajuće higijenske i veterinarsko-sanitarne postupke na farmama i kompleksima, te osigurati pravovremeno uklanjanje gnoja. .

Utjecaj drugih plinova koji se nalaze u prostorijama za životinje (indol, skatol, merkaptan itd.) još nije dobro proučen.

Da bismo upoznali načine nastanka života, potrebno je najprije proučiti znakove i svojstva živih organizama. Znanje kemijski sastav, zgrade i razne procese, koji se javlja u tijelu, omogućuje razumijevanje podrijetla života. Da bismo to učinili, upoznat ćemo se sa značajkama nastanka prvih anorganskih tvari u svemiru i nastankom planetarnog sustava.

Atmosfera drevne Zemlje. Prema najnovijim podacima znanstvenika i svemirskih istraživača, nebeska tijela nastala su prije 4,5-5 milijardi godina. U prvim fazama nastanka Zemlje, njen sastav je uključivao okside, karbonate, metalne karbide i plinove koji su izbijali iz dubina vulkana. Kao rezultat zbijanja zemljine kore i djelovanja gravitacijske sile Počela se oslobađati velika količina topline. Na porast Zemljine temperature utjecao je raspad radioaktivnih spojeva i ultraljubičasto zračenje Sunce. U to je vrijeme voda na Zemlji postojala u obliku pare. U gornjim slojevima zraka skupljala se vodena para u oblake, koji su padali na površinu vrućeg kamenja u obliku olujnih kiša, a zatim se ponovno, isparavajući, uzdizali u atmosferu. Munje su sijevale na Zemlji i gromovi su tutnjali. To je trajalo dugo vremena. Postupno su se površinski slojevi Zemlje počeli hladiti. Zbog obilnih kiša stvorile su se male bare. Potoci vruće lave koji su potekli iz vulkana i pepela padali su u primarne rezervoare i neprestano mijenjali uvjete okoliš. Takve stalne promjene okoliša doprinijele su nastanku reakcija stvaranja organskih spojeva.
Čak i prije nastanka života, Zemljina atmosfera sadržavala je metan, vodik, amonijak i vodu (1). Kao rezultat kemijske reakcije spoja molekula saharoze nastali su škrob i vlakna, a iz aminokiselina proteini (2,3). Samoregulirajuće molekule DNA nastale su iz saharoze i dušikovih spojeva (4) (slika 9).

Riža. 9. Prije otprilike 3,8 milijardi godina, prvi složeni spojevi nastali su kroz kemijske reakcije

U Zemljinoj primarnoj atmosferi nije bilo slobodnog kisika. Kisik je pronađen u obliku spojeva željeza, aluminija i silicija te je sudjelovao u stvaranju raznih minerala u zemljinoj kori. Osim toga, kisik je bio prisutan u vodi i nekim plinovima (primjerice ugljikov dioksid). Spojevi vodika s drugim elementima stvarali su otrovne plinove na površini Zemlje. Ultraljubičasto zračenje Sunca bilo je jedan od nužnih izvora energije za nastanak organskih spojeva. Anorganski spojevi rašireni u Zemljinoj atmosferi uključuju metan, amonijak i druge plinove (slika 10).


Riža. 10. Početna faza nastanka života na Zemlji. Stvaranje složenih organskih spojeva u primordijalnom oceanu


Stvaranje organskih spojeva abiogenim putem. Poznavanje uvjeta okoliša u početnim fazama razvoja Zemlje bilo je od velike važnosti za znanost. Posebno mjesto u ovom području zauzima rad ruskog znanstvenika A. I. Oparina (1894.-1980.). Godine 1924. predložio je mogućnost kemijske evolucije u početne faze razvoj Zemlje. Teorija A. I. Oparina temelji se na postupnom dugotrajnom kompliciranju kemijskih spojeva.
Američki znanstvenici S. Miller i G. Ury izveli su 1953. godine pokuse prema teoriji A.I.Oparina. Propuštanjem električnog pražnjenja kroz smjesu metana, amonijaka i vode dobili su različite organske spojeve (ureu, mliječnu kiselinu, razne aminokiseline). Kasnije su mnogi znanstvenici ponovili takve eksperimente. Dobiveni eksperimentalni rezultati dokazali su točnost hipoteze A. I. Oparina.
Zahvaljujući zaključcima gore navedenih eksperimenata, dokazano je da su kao rezultat kemijske evolucije primitivne Zemlje nastali biološki monomeri.

Nastanak i evolucija biopolimera. Cjelokupnost i sastav organskih spojeva nastalih u raznim vodenim prostorima primordijalne Zemlje bili su različitih razina. Eksperimentalno je dokazano nastajanje takvih spojeva abiogenim putem.
Američki znanstvenik S. Fox 1957. godine izrazio je mišljenje da aminokiseline mogu formirati peptidne veze povezujući se jedna s drugom bez sudjelovanja vode. Primijetio je da kada se suhe mješavine aminokiselina zagrijavaju i potom hlade, njihove molekule nalik proteinima stvaraju veze. S. Fox je došao do zaključka da na mjestu nekadašnjih vodenih prostora, pod utjecajem topline tokova lave i solarno zračenje pojavili su se neovisni spojevi aminokiselina, koji su doveli do primarnih polipeptida.

Uloga DNA i RNA u evoluciji života. Glavna razlika nukleinske kiseline od proteina – sposobnost udvostručavanja i reprodukcije točnih kopija izvornih molekula. Godine 1982. američki znanstvenik Thomas Check otkrio je enzimsku (katalitičku) aktivnost molekula RNA. Kao rezultat toga, zaključio je da su RNA molekule prvi polimeri na Zemlji. U usporedbi s RNA, molekule DNA su stabilnije u procesima razgradnje u slabo alkalnom vodene otopine. A okoliš s takvim rješenjima bio je u vodama praiskonske Zemlje. Trenutno je ovo stanje očuvano samo unutar ćelije. Molekule DNA i proteini su međusobno povezani. Na primjer, proteini štite molekule DNK od štetni učinci ultraljubičaste zrake. Proteine ​​i molekule DNA ne možemo nazvati živim organizmima, iako imaju neke karakteristike živih tijela, jer njihove biološke membrane nisu do kraja formirane.

Evolucija i nastanak bioloških membrana. Paralelno postojanje proteini i nukleinske kiseline u svemiru možda su otvorili put za nastanak živih organizama. To se može dogoditi samo u prisutnosti bioloških membrana. Zahvaljujući biološkim membranama stvara se veza između okoliša i proteina i nukleinskih kiselina. Samo kroz biološke membrane odvija se proces metabolizma i energije. Tijekom milijuna godina, primarne biološke membrane, postupno postajući sve složenije, dodavale su u svoj sastav različite proteinske molekule. Tako su postupnim usložnjavanjem nastali prvi živi organizmi (protobionti). Protobionti su postupno razvili sustave samoregulacije i samoreprodukcije. Prvi živi organizmi prilagodili su se životu u okruženju bez kisika. Sve to odgovara mišljenju koje je izrazio A. I. Oparin. Hipoteza A. I. Oparina u znanosti se naziva teorija koacervata. Tu je teoriju 1929. godine podržao engleski znanstvenik D. Haldane. Multimolekularni kompleksi s finim vodena školjka izvana se nazivaju koacervati ili koacervatne kapljice. Neki proteini u koacervatima imali su ulogu enzima, a nukleinske kiseline stekle su sposobnost prijenosa informacija nasljeđivanjem (slika 11).

Riža. 11. Stvaranje koacervata – multimolekularnih kompleksa s vodenom ovojnicom

Postupno su nukleinske kiseline razvile sposobnost udvostručavanja. Veza kapljice koacervata s okolinom dovela je do implementacije prvog jednostavnog metabolizma i energije na Zemlji.
Dakle, glavne odredbe teorije o podrijetlu života prema A.I. Oparinu su sljedeće:

  1. kao rezultat izravnog utjecaja okolišnih čimbenika nastale su organske tvari iz anorganskih tvari;
  2. nastale organske tvari utjecale su na stvaranje složenih organskih spojeva (enzima) i slobodnih samoreproduktivnih gena;
  3. formirani slobodni geni u kombinaciji s drugim visokomolekularnim organskim tvarima;
  4. visokomolekularne tvari postupno su razvile proteinsko-lipidne membrane izvana;
  5. Kao rezultat tih procesa pojavile su se stanice.

Suvremeni pogled na postanak života na Zemlji naziva se
teorija biopoeze (organski spojevi nastaju iz živih organizama). Trenutno se naziva biokemijska evolucijska teorija nastanka života na Zemlji. Ovu teoriju predložio je 1947. engleski znanstvenik D. Bernal. Razlikovao je tri faze biogeneze. Prva faza je abiogeni nastanak bioloških monomera. Druga faza je stvaranje bioloških polimera. Treća faza je nastanak membranskih struktura i prvih organizama (protobionata). Grupiranje složenih organskih spojeva unutar koacervata i njihova aktivna međusobna interakcija stvaraju uvjete za nastanak samoregulirajućih jednostavnih heterotrofnih organizama.
Tijekom procesa nastanka života dogodile su se složene evolucijske promjene – nastajanje organskih tvari iz anorganskih spojeva. Prvo su se pojavili kemosintetski organizmi, a zatim su se postupno pojavili fotosintetski organizmi. Fotosintetski organizmi odigrali su veliku ulogu u pojavi više slobodnog kisika u Zemljinoj atmosferi.
Kemijska evolucija i evolucija prvih organizama (protobionata) na Zemlji trajala je do 1-1,5 milijardi godina (slika 12).


Riža. 12. Shema prijelaza kemijske evolucije u biološku

Primarna atmosfera. Biološka membrana. Koacervat. Protobiont. Teorija biopoeze.

  1. Nebeska tijela, uključujući i globus, pojavila su se prije 4,5-5 milijardi godina.
  2. U razdoblju nastanka Zemlje bilo je dosta vodika i njegovih spojeva, ali nije bilo slobodnog kisika.
  3. U početnoj fazi razvoja Zemlje jedini izvor energije bilo je ultraljubičasto zračenje Sunca.
  4. A.I. Oparin je izrazio mišljenje da se u početnom razdoblju na Zemlji događa samo kemijska evolucija.
  5. Na Zemlji su se prvi put pojavili biološki monomeri iz kojih su postupno nastali proteini i nukleinske kiseline (RNA, DNA).
  6. Prvi organizmi koji su se pojavili na Zemlji bili su protobionti.
  7. Višemolekularni kompleksi okruženi tankom vodenom ljuskom nazivaju se koacervati.
    1. Što je koacervat?
    2. Koje je značenje teorije A. I. Oparina?
    3. Koji su otrovni plinovi bili u prvobitnoj atmosferi?
      1. Opišite sastav primarne atmosfere.
      2. Koju je teoriju o nastanku aminokiselina na površini Zemlje iznio S. Fox?
      3. Kakvu ulogu imaju nukleinske kiseline u evoluciji života?
    1. Što je bit eksperimenata S. Millera i G. Uryja?
    2. Na čemu je A. I. Oparin temeljio svoje hipoteze?
    3. Navedite glavne faze u nastanku života.

* Provjerite svoje znanje!
Pregled pitanja. Poglavlje 1. Podrijetlo i početne faze razvoja života na Zemlji

    1. Razina organizacije života na kojoj se rješavaju globalni problemi.
    2. Individualni razvoj pojedinačni organizmi.
    3. Održivost unutarnje okruženje tijelo.
    4. Teorija o nastanku života kroz kemijsku evoluciju anorganskih tvari.
    5. Povijesni razvoj organizama.
    6. Razina organizacije života, koja se sastoji od stanica i međustaničnih tvari.
    7. Sposobnost živih organizama da reproduciraju vlastitu vrstu.
    8. Životni standard karakteriziran jedinstvom zajednice živih organizama i okoliša.
    9. Životni standard karakteriziran prisutnošću nukleinskih kiselina i drugih spojeva.
    10. Svojstvo promjena vitalne aktivnosti živih organizama prema godišnjim ciklusima.
    11. Pogled na pojavu života s drugih planeta.
    12. Razina organizacije života, predstavljena strukturnom i funkcionalnom jedinicom svih živih organizama na Zemlji.
    13. Svojstvo tijesne povezanosti živih organizama s okolišem.
    14. Teorija koja nastanak života povezuje s djelovanjem “vitalnih sila”.
    15. Svojstvo živih organizama da osiguraju prijenos svojstava na svoje potomke.
    16. Znanstvenik koji je jednostavnim eksperimentom dokazao netočnost teorije o spontanom nastanku života.
    17. Ruski znanstvenik koji je predložio teoriju o nastanku života abiogenim putem.
    18. Plin neophodan za život koji nije bio prisutan u primarnoj atmosferi.
    19. Znanstvenik koji je izrazio mišljenje da se peptidna veza formira povezivanjem aminokiselina bez sudjelovanja vode.
    20. Prvi živi organizmi s biološkom membranom.
    21. Kompleksi velike molekularne težine okruženi tankom vodenom ljuskom.
    22. Znanstvenik koji je prvi definirao pojam života.
    23. Svojstvo živih organizama da reagiraju na različite utjecaje čimbenika okoliša.
    24. Svojstvo mijenjanja znakova nasljednosti živih organizama pod utjecajem različitih čimbenika okoliša.
    25. Razina organizacije života na kojoj su uočljive prve jednostavne evolucijske promjene.

Sav život na Zemlji postoji zahvaljujući sunčevoj toplini i energiji koja dopire do površine našeg planeta. Sve životinje i ljudi prilagodili su se izvlačenju energije iz organskih tvari koje sintetiziraju biljke. Da bismo iskoristili sunčevu energiju sadržanu u molekulama organskih tvari, ona se mora osloboditi oksidacijom tih tvari. Najčešće se kao oksidacijsko sredstvo koristi kisik iz zraka, budući da čini gotovo četvrtinu volumena okolne atmosfere.

Jednostanične protozoe, koelenterati, slobodnoživuće stan i valjkasti crvi disati cijelom površinom tijela. Posebni dišni organi - pernate škrge pojaviti u marine prstenastih lišća a kod vodenih člankonožaca. Dišni organi člankonožaca su dušnik, škrge, pluća u obliku lista koji se nalazi u udubinama tjelesnog pokrova. Prikazan je dišni sustav lanceta škržni prorezi probijanje stijenke prednjeg crijeva – ždrijela. Kod riba se ispod škržnih poklopca nalaze škrge, obilno prožet najmanjim krvne žile. Kod kopnenih kralješnjaka dišni organi su pluća. Evolucija disanja u kralježnjaka slijedila je put povećanja površine plućnih pregrada uključenih u izmjenu plina, poboljšanje transportnih sustava za isporuku kisika u stanice unutar tijela i razvoj sustava koji osiguravaju ventilaciju dišnih organa.

Građa i funkcije dišnih organa

Neophodan uvjet za život tijela je stalna izmjena plinova između tijela i okoline. Organi kroz koje cirkulira udahnuti i izdahnuti zrak spojeni su u dišni aparat. Dišni sustav sastoji se od nosne šupljine, ždrijela, grkljana, dušnika, bronha i pluća. Većina njih su dišni putovi i služe za provođenje zraka u pluća. U plućima se odvijaju procesi izmjene plinova. Prilikom disanja tijelo dobiva kisik iz zraka koji se krvlju raznosi cijelim tijelom. Kisik sudjeluje u složenim oksidacijskim procesima organskih tvari, tijekom kojih se oslobađa potrebno za tijelo energije. Konačni produkti razgradnje - ugljični dioksid i djelomično voda - odstranjuju se iz tijela u okoliš putem dišnog sustava.

Naziv odjelaStrukturne značajkeFunkcije
Zračni putovi
Nosna šupljina i nazofarinksZakrivljeni nosni prolazi. Sluznica je opremljena kapilarama, prekrivena trepljastim epitelom i ima mnogo mukoznih žlijezda. Postoje olfaktorni receptori. Zračni sinusi kostiju otvaraju se u nosnoj šupljini.
  • Zadržavanje i uklanjanje prašine.
  • Uništavanje bakterija.
  • Miris.
  • Refleksno kihanje.
  • Provođenje zraka u grkljan.
GrkljanNeparne i parne hrskavice. Glasnice su rastegnute između štitnjače i aritenoidne hrskavice, tvoreći glotis. Epiglotis je pričvršćen za tiroidnu hrskavicu. Laringealna šupljina obložena je sluznicom prekrivenom trepljastim epitelom.
  • Zagrijavanje ili hlađenje udahnutog zraka.
  • Epiglotis zatvara ulaz u grkljan tijekom gutanja.
  • Sudjelovanje u formiranju zvukova i govora, kašalj kada su receptori nadraženi prašinom.
  • Provođenje zraka u dušnik.
Traheja i bronhiCijev 10-13 cm s hrskavičnim poluprstenovima. Stražnja stijenka je elastična, graniči s jednjakom. U donjem dijelu dušnik se grana u dva glavna bronha. Unutrašnjost dušnika i bronha obložena je sluznicom.Osigurava slobodan protok zraka u alveole pluća.
Zona izmjene plinova
PlućaParni organ - desni i lijevi. Mali bronhi, bronhiole, plućne vezikule (alveole). Stijenke alveola izgrađene su od jednoslojnog epitela i isprepletene su gustom mrežom kapilara.Izmjena plinova kroz alveolarno-kapilarnu membranu.
PleuraIzvana je svako pluće prekriveno s dva sloja membrane vezivnog tkiva: plućna pleura je uz pluća, a parijetalna pleura uz prsnu šupljinu. Između dva sloja pleure nalazi se šupljina (praznina) ispunjena pleuralnom tekućinom.
  • Zbog podtlaka u šupljini, pluća su pri udisaju istegnuta.
  • Pleuralna tekućina smanjuje trenje kada se pluća pomiču.

Funkcije dišnog sustava

  • Opskrba tjelesnih stanica kisikom O2.
  • Uklanjanje ugljičnog dioksida CO 2 iz tijela, kao i nekih krajnjih produkata metabolizma (vodena para, amonijak, sumporovodik).

Nosna šupljina

Dišni putevi počinju sa nosna šupljina, koji se preko nosnica povezuje s okolinom. Iz nosnica zrak prolazi kroz nosne prolaze koji su obloženi sluzavim, trepljastim i osjetljivim epitelom. Vanjski nos sastoji se od koštanih i hrskavičnih formacija i ima oblik nepravilne piramide, koji varira ovisno o strukturnim značajkama osobe. Koštani skelet vanjskog nosa uključuje nosne kosti i nosni dio čeona kost. Hrskavični skelet je nastavak koštanog skeleta i sastoji se od hijalinske hrskavice različitog oblika. Nosna šupljina ima donju, gornju i dvije bočne stijenke. Donji zid formira tvrdo nepce, gornji - kribriformna ploča etmoidne kosti, lateralna - Gornja čeljust, suzna kost, orbitalna ploča etmoidne kosti, nepčana kost i klinasta kost. Nosna pregrada dijeli nosnu šupljinu na desni i lijevi dio. Nosnu pregradu čini vomer, okomito na ploču etmoidne kosti, a sprijeda je nadopunjen četverokutnom hrskavicom nazalnog septuma.

Turbinati se nalaze na bočnim stijenkama nosne šupljine - po tri sa svake strane, čime se povećava unutarnja površina nosa s kojom dolazi u dodir udahnuti zrak.

Nosnu šupljinu tvore dva uska i vijugava nosni prolazi. Ovdje se zrak zagrijava, ovlažuje i oslobađa od čestica prašine i mikroba. Membrana koja oblaže nosne prolaze sastoji se od stanica koje luče sluz i stanica trepljastog epitela. Pokretom cilija, sluz, zajedno s prašinom i klicama, usmjerava se van nosnih prolaza.

Unutarnja površina nosnih prolaza bogato je opskrbljena krvnim žilama. Udahnuti zrak ulazi u nosnu šupljinu, zagrijava se, ovlažuje, čisti od prašine i djelomično neutralizira. Iz nosne šupljine ulazi u nazofarinks. Zatim zrak iz nosne šupljine ulazi u ždrijelo, a iz njega u grkljan.

Grkljan

Grkljan- jedan od odjeljaka dišnih putova. Ovdje zrak ulazi iz nosnih prolaza kroz ždrijelo. U stijenci grkljana nalazi se nekoliko hrskavica: tireoidna, aritenoidna itd. U trenutku gutanja hrane vratni mišići podižu grkljan, a epiglotisna hrskavica spušta i zatvara grkljan. Stoga hrana ulazi samo u jednjak, a ne u traheju.

Smješten u uskom dijelu grkljana glasnice, u sredini između njih nalazi se glotis. Dok zrak prolazi, glasnice vibriraju, proizvodeći zvuk. Stvaranje zvuka događa se tijekom izdisaja uz kretanje zraka koje kontrolira čovjek. U formiranju govora sudjeluju: nosna šupljina, usne, jezik, meko nepce, mišići lica.

Dušnik

Larinks ulazi u dušnik(dušnik), koji ima oblik cjevčice duge oko 12 cm, u čijim se stijenkama nalaze hrskavični poluprstenovi koji ne dopuštaju njeno otpadanje. Njezinu stražnju stijenku čini membrana vezivnog tkiva. Šupljina dušnika, kao i šupljina drugih dišnih puteva, obložena je trepljastim epitelom koji sprječava prodiranje prašine i drugih stranih tijela u pluća. Traheja zauzima srednji položaj, straga je uz jednjak, a na stranama se nalaze neurovaskularni snopovi. Sprijeda je cervikalni dio dušnika prekriven mišićima, a na vrhu također štitnjačom. Torakalna regija Traheja je sprijeda prekrivena manubrijumom prsne kosti, ostacima timusa i krvnih žila. Unutrašnjost dušnika prekrivena je sluznicom koja sadrži veliku količinu limfoidno tkivo i sluznih žlijezda. Pri disanju sitne čestice prašine prianjaju na vlažnu sluznicu dušnika, a trepetljike trepljastog epitela potiskuju ih natrag prema izlazu iz dišnog trakta.

Donji kraj dušnika je podijeljen na dva bronha, koji se zatim više puta granaju i ulaze u desno i lijevo pluće, tvoreći "bronhalno stablo" u plućima.

Bronhije

U prsnoj šupljini traheja se dijeli na dva dijela bronha- lijevo i desno. Svaki bronh ulazi u pluća i tu se dijeli na bronhe manjeg promjera koji se granaju u najmanje zračne cijevi - bronhiole. Bronhiole se daljnjim grananjem pretvaraju u nastavke - alveolarne kanaliće na čijim se stijenkama nalaze mikroskopske izbočine nazvane plućne vezikule, odn. alveole.

Stijenke alveola građene su od posebnog tankog jednoslojnog epitela i gusto su isprepletene kapilarama. Ukupna debljina stijenke alveole i stijenke kapilare je 0,004 mm. Razmjena plinova odvija se kroz ovaj najtanji zid: kisik ulazi u krv iz alveola, a ugljični dioksid se vraća natrag. U plućima postoji nekoliko stotina milijuna alveola. Njihova ukupna površina kod odrasle jedinke iznosi 60–150 m2. zahvaljujući tome ulazi u krv dovoljna količina kisik (do 500 litara dnevno).

Pluća

Pluća zauzimaju gotovo cijelu šupljinu prsne šupljine i elastični su, spužvasti organi. U središnjem dijelu pluća nalaze se vrata kroz koja ulaze bronh, plućna arterija, živci, a izlaze plućne vene. Desno plućno krilo podijeljeno je žljebovima na tri režnja, lijevo na dva. Vanjska strana pluća prekrivena je tankim filmom vezivnog tkiva - plućnom pleurom, koja prelazi na unutarnju površinu stijenke prsne šupljine i tvori stijenku pleure. Između ova dva filma nalazi se pleuralni otvor ispunjen tekućinom koja smanjuje trenje tijekom disanja.

Postoje tri površine na plućima: vanjska ili kostalna, medijalna, okrenuta prema drugom pluću, i donja ili dijafragmatska. Osim toga, u svakom pluću postoje dva ruba: prednji i donji, koji odvajaju dijafragmatičnu i medijalnu površinu od obalne površine. Straga kostalna ploha bez oštre granice prelazi u medijalnu plohu. Prednji rub lijevog plućnog krila ima srčani usjek. Hilum se nalazi na medijalnoj površini pluća. Na vratima svakog pluća ulazi glavni bronh, plućna arterija, koja nosi venske krvi, i živce koji inerviraju pluća. Dvije plućne vene izlaze iz hiluma svakog pluća i vode ih do srca. arterijska krv, i limfne žile.

Pluća imaju duboke brazde koje ih dijele na režnjeve - gornji, srednji i donji, au lijevom su dva - gornji i donji. Veličine pluća nisu iste. Desno plućno krilo je nešto veće od lijevog, dok je kraće i šire, što odgovara višem položaju desne kupole dijafragme zbog desnog položaja jetre. Boja normalnih pluća djetinjstvo blijedo ružičaste, a kod odraslih dobivaju tamno sivu boju s plavkastom nijansom - posljedica taloženja čestica prašine koje u njih ulaze sa zrakom. Tkivo pluća je mekano, osjetljivo i porozno.

Izmjena plinova u plućima

U složenom procesu izmjene plinova razlikuju se tri glavne faze: vanjsko disanje, prijenos plina krvlju i unutarnje, odnosno tkivno, disanje. Vanjsko disanje kombinira sve procese koji se odvijaju u plućima. Provodi ga dišni aparat koji uključuje prsni koš s mišićima koji ga pokreću, dijafragmu i pluća s dišnim putovima.

Zrak koji ulazi u pluća tijekom udisaja mijenja svoj sastav. Zrak u plućima ispušta dio kisika i obogaćuje se ugljičnim dioksidom. Sadržaj ugljičnog dioksida u venskoj krvi veći je nego u zraku u alveolama. Stoga ugljični dioksid izlazi iz krvi u alveole i njegov je sadržaj manji nego u zraku. Kisik se najprije otapa u krvnoj plazmi, zatim se veže na hemoglobin i novi dijelovi kisika ulaze u plazmu.

Prijelaz kisika i ugljičnog dioksida iz jedne sredine u drugu događa se difuzijom od viših prema nižim koncentracijama. Iako je difuzija spora, površina dodira krvi i zraka u plućima je toliko velika da u potpunosti osigurava potrebnu izmjenu plinova. Procjenjuje se da se potpuna izmjena plinova između krvi i alveolarnog zraka može dogoditi u vremenu koje je tri puta kraće od vremena zadržavanja krvi u kapilarama (tj. tijelo ima značajne rezerve opskrbe tkiva kisikom).

Venska krv, kada uđe u pluća, ispušta ugljični dioksid, obogaćuje se kisikom i pretvara u arterijsku krv. U velikom krugu se ta krv razilazi kroz kapilare u sva tkiva i daje kisik stanicama tijela, koje ga neprestano troše. Više ugljičnog dioksida oslobađaju stanice kao rezultat svoje vitalne aktivnosti nego u krvi, a on difundira iz tkiva u krv. Dakle, arterijska krv, prošavši kroz kapilare sistemske cirkulacije, postaje venska i desna polovica srca se šalje u pluća, gdje je ponovno zasićena kisikom i ispušta ugljični dioksid.

U tijelu se disanje provodi pomoću dodatnih mehanizama. Tekući mediji koji čine krv (njenu plazmu) imaju nisku topljivost plinova u njima. Dakle, da bi čovjek postojao, trebao bi imati 25 puta snažnije srce, 20 puta snažnija pluća i ispumpati više od 100 litara tekućine (a ne pet litara krvi) u jednoj minuti. Priroda je pronašla način kako prevladati ovu poteškoću prilagodivši posebnu tvar - hemoglobin - za prijenos kisika. Zahvaljujući hemoglobinu, krv je u stanju vezati kisik 70 puta, a ugljični dioksid - 20 puta više od tekućeg dijela krvi - njegove plazme.

Alveola- mjehurić tanke stijenke promjera 0,2 mm ispunjen zrakom. Alveolarnu stijenku čini jedan sloj ravnih epitelnih stanica, duž čije se vanjske površine grana mreža kapilara. Stoga se izmjena plinova odvija kroz vrlo tanki septum koji čine dva sloja stanica: stijenka kapilara i stijenka alveole.

Razmjena plinova u tkivima (tkivno disanje)

Razmjena plinova u tkivima odvija se u kapilarama prema istom principu kao u plućima. Kisik iz kapilara tkiva, gdje je njegova koncentracija visoka, prelazi u tkivnu tekućinu s nižom koncentracijom kisika. Iz tkivne tekućine prodire u stanice i odmah ulazi u oksidacijske reakcije, pa u stanicama praktički nema slobodnog kisika.

Ugljični dioksid, prema istim zakonima, dolazi iz stanica, preko tkivne tekućine, u kapilare. Oslobođeni ugljikov dioksid potiče disocijaciju oksihemoglobina i sam se spaja s hemoglobinom, tvoreći karboksihemoglobin, prenosi se u pluća i ispušta u atmosferu. U venskoj krvi koja otječe iz organa nalazi se ugljični dioksid u vezanom i otopljenom stanju u obliku ugljične kiseline, koja se u kapilarama pluća lako razgrađuje na vodu i ugljični dioksid. Ugljična kiselina također se može spojiti sa solima plazme u bikarbonate.

U plućima, gdje ulazi venska krv, kisik ponovno zasićuje krv, a ugljični dioksid iz zone visoka koncentracija (plućne kapilare) odlazi u zonu niske koncentracije (alveole). Za normalnu izmjenu plinova zrak u plućima se stalno nadomješta, što se postiže ritmičkim napadima udisaja i izdisaja, zahvaljujući kretnjama interkostalnih mišića i dijafragme.

Prijenos kisika u tijelu

Put kisikaFunkcije
Gornji respiratorni trakt
Nosna šupljinaOvlaživanje, zagrijavanje, dezinfekcija zraka, uklanjanje čestica prašine
ŽdrijeloProlazak zagrijanog i pročišćenog zraka u grkljan
GrkljanProvođenje zraka iz ždrijela u dušnik. Zaštita respiratornog trakta od ulaska hrane epiglotičnom hrskavicom. Proizvodnja zvukova vibracijom glasnice, pokreti jezika, usana, čeljusti
Dušnik
BronhijeSlobodno kretanje zraka
PlućaDišni sustav. Respiratorni pokreti provode se pod kontrolom središnjeg živčani sustav i humoralni faktor sadržan u krvi - CO 2
AlveolePovećati respiratornu površinu, izvršiti izmjenu plinova između krvi i pluća
Krvožilni sustav
Kapilare plućaPrenosi vensku krv iz plućne arterije u pluća. Prema zakonima difuzije, O 2 se kreće od mjesta veće koncentracije (alveole) prema mjestima manje koncentracije (kapilare), dok istovremeno CO 2 difundira u suprotnom smjeru.
Plućna venaPrenosi O2 iz pluća u srce. Kisik, kada uđe u krv, najprije se otapa u plazmi, zatim se spaja s hemoglobinom i krv postaje arterijska
SrceProgurati arterijsku krv veliki krug krvotok
ArterijeObogatite sve organe i tkiva kisikom. Plućne arterije nose vensku krv u pluća
Tjelesne kapilareProvesti izmjenu plinova između krvi i tkivne tekućine. O 2 prelazi u tkivnu tekućinu, a CO 2 difundira u krv. Krv postaje venska
Ćelija
MitohondrijiStanično disanje – asimilacija O2 zraka. Organske tvari, zahvaljujući O 2 i dišnim enzimima, oksidiraju se (disimilacija) u konačne produkte - H 2 O, CO 2 i energiju koja odlazi na sintezu ATP-a. H 2 O i CO 2 otpuštaju se u tkivnu tekućinu iz koje difundiraju u krv.

Značenje disanja.

Dah- je skup fizioloških procesa koji osiguravaju izmjenu plinova između tijela i vanjske sredine ( vanjsko disanje), te oksidativni procesi u stanicama, pri čemu dolazi do oslobađanja energije ( unutarnje disanje). Izmjena plinova između krvi i atmosferskog zraka ( izmjena plinova) - provodi dišni sustav.

Izvor energije u tijelu je hranjivim tvarima. Glavni proces koji oslobađa energiju ovih tvari je proces oksidacije. Prati ga vezanje kisika i stvaranje ugljičnog dioksida. S obzirom da ljudsko tijelo nema zaliha kisika, njegova kontinuirana opskrba je od vitalnog značaja. Zaustavljanje pristupa kisika stanicama tijela dovodi do njihove smrti. S druge strane, ugljični dioksid koji nastaje tijekom oksidacije tvari mora se ukloniti iz tijela, jer je nakupljanje značajne količine istog opasno po život. Apsorpcija kisika iz zraka i oslobađanje ugljičnog dioksida odvija se kroz dišni sustav.

Biološki značaj disanja je:

  • opskrba tijela kisikom;
  • uklanjanje ugljičnog dioksida iz tijela;
  • oksidacija organskih spojeva BZHU uz oslobađanje energije, potrebno za osobu za život;
  • uklanjanje krajnjih produkata metabolizma ( vodena para, amonijak, sumporovodik itd.).

Zrak se naziva smjesa prirodni plinovi- dušik, kisik, argon, ugljikov dioksid, voda i vodik. Primarni je izvor energije za sve organizme i ključ zdravog rasta i dugog života. Zahvaljujući zraku u organizmima se odvija proces metabolizma i razvoja.

Zrak u životu biljaka i životinja

Zrak ima veliku ulogu u životu biljaka. Temeljne komponente potrebne za rast i život biljaka su kisik, ugljikov dioksid, vodena para i zrak u tlu. Kisik je neophodan za disanje, a ugljični dioksid za prehranu ugljikom.

Kisik je vitalan za sva živa bića. Biljke ne mogu klijati bez oksigenacije. Korijenje, lišće i stabljike biljaka trebaju ovaj element.

Ugljični dioksid ulazi u biljku ulazeći kroz stomate u okolinu lista, ulazeći u stanice. Što je veća koncentracija ugljičnog dioksida, život biljaka postaje bolji.

Zrak doprinosi provedbi mikrobioloških procesa koji se odvijaju u tlu. Zahvaljujući tim procesima u tlu se stvaraju elementi potrebni za ishranu, rast i život biljaka - dušik, fosfor, kalij i drugi.

Zrak također ima posebnu ulogu u formiranju mehaničkih tkiva kopnenih biljaka. Služi kao njihova okolina, štiteći ih od izlaganja ultraljubičastim zrakama.

Kretanje zraka važno je za povoljan rast biljaka. Horizontalno kretanje zraka isušuje biljke. A vertikala potiče širenje prstiju, sjemena, a također regulira toplinski režim u različitim područjima.

Životinje, kao i biljke, trebaju zrak. Dob, spol, veličina i tjelesna aktivnost izravno povezana s količinom potrošenog zraka.

Tijelo životinje vrlo je osjetljivo na nedostatak kisika. Zbog smanjene koncentracije kisika u životinja, unesene bjelančevine, masti i ugljikohidrati prestaju oksidirati. To dovodi do nakupljanja štetnih otrovnih tvari u tijelu.

Kisik je neophodan za zasićenje krvi i tkiva živog bića. Dakle, kada postoji nedostatak ovog elementa kod životinja, ubrzava se disanje, ubrzava protok krvi, smanjuju se oksidativni procesi u tijelu, a životinja postaje nemirna. Duga odsutnost Zasićenost kisikom uzrokuje: umor mišića, nedostatak faktora boli, sniženu tjelesnu temperaturu i smrt.

Zrak u ljudskom životu

Zrak je vitalni faktor za ljude. Krvlju se prenosi cijelim tijelom, zasićujući svaki organ i svaku stanicu u tijelu.

U zraku se odvija izmjena topline ljudsko tijelo s okolinom. Bit ove izmjene je konvekcijski prijenos topline i isparavanje vlage iz ljudskih pluća.

Zrak također ima zaštitnu funkciju za tijelo: razrjeđuje kemijske zagađivače do sigurne koncentracije. To pomaže smanjiti rizik od trovanja tijela kemikalijama.

Uz pomoć disanja, osoba zasićuje tijelo energijom. Atmosferski zrak sastoji se od mnogo elemenata, ali se njegov sastav može mijenjati. Razlog tome je ljudska proizvodnja i tehnogena djelatnost.

Tijekom izdisaja čovjek vraća četvrtinu manje udahnutog kisika i sto puta više ugljičnog dioksida. Čovjek dnevno treba udahnuti 13-14 m3 zraka. Sadržaj kisika u tijelu zdrava osoba praktički se ne mijenja. Ali ako ovaj element nedostaje, tada dolazi do kvarova u tijelu, puls se ubrzava.

Ugljični dioksid također je važan za tijelo, ali u određenim količinama. Povećanje koncentracije plina uzrokuje glavobolja ili tinitus.

Kisik pomaže osloboditi ljudsko tijelo od ugljičnog dioksida, koji sadrži nakupljene otrove i toksine. Ako čovjek rijetko izlazi na svježi zrak, diše plitko ili je u zraku mala koncentracija kisika, dolazi do trovanja ljudskog tijela, što dovodi do raznih bolesti.

Zagađenje atmosfere

U svijetu postoji ogroman broj tvari koje zagađuju atmosferu. Ove tvari proizvodi i čovjek i sama priroda. Izvori zagađenja zraka su: termoelektrane i toplane, autotransport, obojena i crna metalurgija, kemijska proizvodnja i drugi.

Ljudska aktivnost doprinosi oslobađanju pepela, čađe i prašine. Ulaze i u atmosferu mineralne kiseline, organska otapala.

Prirodne katastrofe također oslobađaju razne tvari u atmosferu. Tijekom vulkanskih erupcija, prašnih oluja i šumskih požara oslobađaju se prašina, sumporni dioksid, dušikovi i ugljikovi oksidi.

Umijeće disanja sastoji se u tome da izdišete gotovo nimalo ugljičnog dioksida i da ga gubite što je moguće manje. Primjerice, reakcija biljne biosinteze je apsorpcija ugljičnog dioksida, iskorištavanje ugljika i oslobađanje kisika, a upravo je u to vrijeme na planetu postojala vrlo bujna vegetacija. Ugljični dioksid CO2 stalno se stvara u stanicama tijela.

Disanje je izmjena plinova, s jedne strane, između krvi i vanjske sredine (vanjsko disanje), s druge strane, izmjena plinova između krvi i stanica tkiva (unutarnje ili tkivno disanje).

Zašto je čovjeku potreban ugljični dioksid?

Kisik je uključen u metabolizam. Stoga prestanak opskrbe kisikom dovodi do odumiranja tkiva i tijela. Glavni dio dišnog sustava ljudskog tijela su pluća, koja obavljaju glavnu funkciju disanja - izmjenu kisika i ugljičnog dioksida između tijela i vanjskog okoliša. Ta je izmjena moguća zahvaljujući kombinaciji ventilacije, difuzije plinova kroz alveolarno-kapilarnu membranu i plućne cirkulacije.

Kako se ugljikov dioksid širi kroz Zemljinu atmosferu?

Tijekom vanjskog disanja, kisik iz vanjskog okoliša se isporučuje u alveole pluća. Proces vanjskog disanja započinje gornjim dišnim putovima koji čiste, zagrijavaju i ovlažuju udahnuti zrak. Ventilacija pluća ovisi o respiratornoj izmjeni i brzini disanja. Difuzija kisika odvija se kroz acinus, strukturnu jedinicu pluća, koja se sastoji od respiratornih bronhiola i alveola.

Kisik je potreban organizmima za disanje. Nedostatak kisika u zraku utječe na život živih organizama. Ako se količina kisika u zraku smanji na 1/3, tada čovjek gubi svijest, a ako se smanji na 1/4, prestaje disati i nastupa smrt.

U njega se puše visoke peći za ubrzanje taljenja metala. Izgaranjem nastaje ugljični dioksid (drvo, treset, ugljen, ulje). Organizmi, uključujući ljude, ispuštaju dosta toga u zrak kada dišu. Budući da je teži od zraka, ugljični dioksid više nalazi se u nižim slojevima atmosfere, nakuplja se u depresijama Zemlje (spilje, rudnici, klanci).

Čovjek naširoko koristi ugljični dioksid za gaziranje voća i mineralne vode pri njezinu flaširanju. Ugljični dioksid, kao i kisik, pod jakim pritiskom i niskom temperaturom prelazi iz plinovitog stanja u tekuće i kruto stanje. Ugljični dioksid u krutom obliku naziva se suhi led. Koristi se u hladnjacima za čuvanje sladoleda, mesa i drugih proizvoda.

Ugljični dioksid ne podržava gorenje i teži je od zraka, pa se koristi za gašenje požara. Zašto ljudi i drugi živi organizmi ne mogu živjeti bez kisika? Zašto u zraku uvijek ima kisika? Kako se proizvodi tekući kisik i gdje se koristi?

Odakle dolaze mjehurići (ugljični dioksid) u sodu?

Zrak je mješavina prirodnih plinova - dušika, kisika, argona, ugljičnog dioksida, vode i vodika. Primarni je izvor energije za sve organizme i ključ zdravog rasta i dugog života. Zahvaljujući zraku u organizmima se odvija proces metabolizma i razvoja. Temeljne komponente potrebne za rast i život biljaka su kisik, ugljikov dioksid, vodena para i zrak u tlu. Kisik je neophodan za disanje, a ugljični dioksid za prehranu ugljikom.

Korijenje, lišće i stabljike biljaka trebaju ovaj element. Ugljični dioksid ulazi u biljku ulazeći kroz stomate u okolinu lista, ulazeći u stanice. Što je veća koncentracija ugljičnog dioksida, život biljaka postaje bolji. Zrak također ima posebnu ulogu u formiranju mehaničkih tkiva kopnenih biljaka.

Dob, spol, veličina i tjelesna aktivnost izravno su povezani s količinom zraka koji se konzumira. Tijelo životinje vrlo je osjetljivo na nedostatak kisika. To dovodi do nakupljanja štetnih otrovnih tvari u tijelu. Kisik je neophodan za zasićenje krvi i tkiva živog bića. Dakle, kada postoji nedostatak ovog elementa kod životinja, ubrzava se disanje, ubrzava protok krvi, smanjuju se oksidativni procesi u tijelu, a životinja postaje nemirna.

Ugljični dioksid nije krivac za globalno zatopljenje

Zrak je vitalni faktor za ljude. Krvlju se prenosi cijelim tijelom, zasićujući svaki organ i svaku stanicu u tijelu. Upravo u zraku dolazi do izmjene topline između ljudskog tijela i okoline. Bit ove izmjene je konvekcijski prijenos topline i isparavanje vlage iz ljudskih pluća. Uz pomoć disanja, osoba zasićuje tijelo energijom. Razlog tome je ljudska proizvodnja i tehnogena djelatnost.

Odrasla osoba u mirovanju napravi prosječno 14 pokreti disanja u minuti, međutim, brzina disanja može biti podvrgnuta značajnim fluktuacijama (od 10 do 18 u minuti). Odrasla osoba udahne 15-17 puta u minuti, a novorođenče 1 udah u sekundi. Normalni smireni izdisaj odvija se uglavnom pasivno, dok se unutarnji interkostalni mišići i nešto trbušnih mišića.

Postoje gornji i donji dišni putevi. Simbolični prijelaz gornjeg dišnog trakta u donji događa se na sjecištu probavnog i dišnog sustava u gornjem dijelu grkljana. Udisaj i izdisaj provode se promjenom veličina prsa pomoću respiratornih mišića. Tijekom jednog udaha (u mirovanju) u pluća ulazi 400-500 ml zraka. Taj volumen zraka naziva se plimni volumen(PRIJE). Ista količina zraka ulazi u atmosferu iz pluća tijekom tihog izdisaja.

Nakon maksimalnog izdisaja u plućima ostaje oko 1500 ml zraka, što se naziva rezidualni volumen pluća. Disanje je jedna od rijetkih funkcija tijela koja se može kontrolirati svjesno i nesvjesno. Vrste disanja: duboko i površno, često i rijetko, gornje, srednje (torakalno) i donje (abdominalno).

Pluća (latinski pulmo, starogrčki πνεύμων) nalaze se u prsnoj šupljini, okružena kostima i mišićima prsnog koša. Osim, dišni sustav sudjeluje u tako važnim funkcijama kao što su termoregulacija, stvaranje glasa, miris i ovlaživanje udahnutog zraka.

Kada se temperatura okoline smanji, izmjena plinova kod toplokrvnih životinja (osobito malih) povećava se kao rezultat povećane proizvodnje topline. Kod ljudi, pri radu s umjerenom snagom, povećava se nakon 3-6 minuta. nakon svog početka dostiže određenu razinu i zatim na toj razini ostaje tijekom cijelog razdoblja rada. Studije promjena u izmjeni plinova pod standardom fizički rad koristi se u fiziologiji rada i sporta, u klinici za procjenu funkcionalno stanje sustavi uključeni u izmjenu plinova.

Čemu služi kisik u industriji? Pokazalo se da ugljični dioksid u određenoj mjeri potiče potpuniju apsorpciju kisika u tijelu. Ugljični dioksid također je uključen u biosintezu životinjskih proteina, a neki znanstvenici to vide kao mogući razlog postojanje divovskih životinja i biljaka prije mnogo milijuna godina.