"Биология. Человек. 8 класс". Д.В. Колесова и др.
Строение легких. Газообмен в легких и тканях
Вопрос 1. Где находятся легкие? Каково их строение?
Легкие располагаются в грудной полости. Нижняя расширенная их часть прилегает к диафрагме. Легкие имеют вид губчатых, пористых конусовидных образований. С внутренней стороны легких находятся так называемые «ворота легких», куда входят бронхи, легочные артерии и вены. Каждое легкое покрыто соединительнотканной оболочкой — легочной плеврой, а стенки грудной клетки, в которой расположены легкие, покрыты изнутри пристенной плеврой. Между двумя плеврами находится небольшое, герметически замкнутое пространство, в котором нет воздуха, — плевральная полость. Она заполнена тонким слоем жидкости, позволяющим облегчить скольжение стенки легкого во время вдоха и выдоха. Наименьший структурный элемент легкого — долька состоит из конечной бронхиолы, ведущей в легочную бронхиолу, и альвеолярный мешок. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешка образуют углубления — альвеолы. Такая структура легких увеличивает их дыхательную поверхность, которая в 50— 100 раз превышает поверхность тела.
Вопрос 2. Почему каждое легкое находится в герметически замкнутом пространстве?
Герметически замкнутое пространство вокруг легких — необходимое условие их нормального функционирования. У человека, находящегося и спокойном состоянии, приблизительно один раз в четыре секунды в нейронах дыхательного центра продолговатого мозга возникают залпы импульсов, идущие- по нервным волокнам к межреберным мышцам и диафрагме, которая ограничивает грудную полость снизу. В результате этого мышцы сокращаются, и ребра приподнимаются и диафрагма, уплощаясь, опускается. Все это приводит к тому, что объём грудной полости увеличивается. Легкие, находясь в герметически замкнутом пространстве, следуют за движениями грудной клетки и тоже расширяются; давление в них становится ниже атмосферного, и в них поступает воздух. Происходит вдох. При вдохе кровь насыщается кислородом, мгновенно доходящим до клеток дыхательного центра, которые перестают генерировать дыхательные импульсы. Вдох прекращается: ребра опускаются, диафрагма приподнимается. Таким образом, объем грудной полости уменьшается, и происходит выдох.
Вопрос 3. Легочная плевра обладает эластичностью: она непрерывно растягивается и сжимается. За счет какой ткани это возможно?
Плевра образована соединительной тканью, с хорошо развитыми коллагеновыми волокнами, придающими эластичность.
Вопрос 4. Что общего и в чем различие газообмена в легких и тканях?
Газообмен и в легких, и в тканях происходит путем диффузии. В легких происходит газообмен между кровью и воздухом вследствие диффузии газов через тонкие стенки альвеол и капилляров. Молекулы любого газа, если их концентрация велика, стремятся проникнуть сквозь проницаемые для них оболочки туда, где их мало.
Диффузия кислорода продолжается, до тех пор, пока концентрация его молекул в легочных пузырьках и легочных капиллярах не станет одинаковой. Содержание кислорода в воздухе больше, чем в венозной крови, движущейся по капиллярам альвеол легких, поэтому он поступает в кровь, где химически взаимодействует с гемоглобином эритроцитов, образуя непрочное соединение — оксигемоглобин. Каждая молекула гемоглобина присоединяет к себе четыре атома кислорода. Обогащенная гемоглобином кровь становится артериальной и затем, поступает в капилляры. В капиллярах оксигемоглобин распадается на гемоглобин и кислород, который идет в тканевую жидкость, а затем в клетки ткани, где используются в окислительных процессах в конечном пункте своего назначения — митохондриях. А в клетках в результате расщепления органических веществ накапливается углекислый газ, который образует с гемоглобином более стойкое соединение, чем оксигемоглобин. Этот комплекс удаляется из клеток тоже с кровью, ставшей уже венозной.
Таким образом, в тканях происходит обратный процесс: кислород за счет диффузии переходит из тканевой жидкости в клетки, а углекислый газ, наоборот — из клеток в тканевую жидкость и затем в кровь. Это происходит до тех пор, пока их концентрации не сравняются.
