Back to chapter

22.4:

Π“Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ ΠΈ пСрСнос

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Gas Exchange and Transport

Languages

Share

ΠŸΠΎΠ΄Π°Ρ‡Π° кислорода ΠΈ ΡƒΠ΄Π°Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ углСкислого Π³Π°Π·Π° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ΠΎΡ‚ΡŠΠ΅ΠΌΠ»Π΅ΠΌΠΎΠΉ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ ΠΈ выТивания ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Π³Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ обусловлСн Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ·ΠΈΠ΅ΠΉ Π³Π°Π·Π° ΠΊ областям с Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠΌ частичным Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ, Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ, ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΌ ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ Π³Π°Π·ΠΎΠΌ Π² смСси Π³Π°Π·ΠΎΠ², Π² Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… частях ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΎΠ² дыхания ΠΈ систСмы кровообращСния. Когда кислород ΠΏΠΎΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π² Π»Ρ‘Π³ΠΊΠΈΠ΅, ΠΎΠ½ ΡΠΌΠ΅ΡˆΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ΡΡ с остаточным Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…ΠΎΠΌ, сниТая Π°Π»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»ΡΡ€Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ кислорода ΠΈ увСличивая ΠΏΠΎΠ³Π»ΠΎΡ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ кислорода Π»Ρ‘Π³ΠΊΠΈΠΌΠΈ.Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ кислород рассСиваСтся Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π°Π»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»Ρ‹ Π² сосСдниС капилляры, снова ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡΡΡŒ Π² срСду с Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠΌ ΠΏΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ. Π’ ΠΊΡ€ΠΎΠ²ΠΈ кислород связываСтся с Π΄Ρ‹Ρ…Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΈΠ³ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠΌ, Π³Π΅ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΎΠ±ΠΈΠ½ΠΎΠΌ, ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ Π² красных кровяных Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡ†Π°Ρ…, ΠΈ ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΡˆΠ΅ΡΡ‚Π²ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΊ тканям, Π³Π΄Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ кислорода Π½ΠΈΠΆΠ΅, Ρ‚Π°ΠΊ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ диссоциируСт ΠΎΡ‚ Π³Π΅ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΎΠ±ΠΈΠ½Π° ΠΈ высвобоТдаСтся. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΆΠ΅ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, углСкислый Π³Π°Π· слСдуСт своСму Π³Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ΅Π½Ρ‚Ρƒ давлСния ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΊΠ°Π½ΠΈ ΠΊ ΠΊΡ€ΠΎΠ²ΠΈ, ΠΈ транспортируСтся ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎ Π² Π»Ρ‘Π³ΠΊΠΈΠ΅, Π³Π΄Π΅ Π³Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ давлСния ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ выбросу углСкислого Π³Π°Π·Π° Π² Π°Π»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»Ρ‹, Π° кислорода Π² ΠΊΡ€ΠΎΠ²ΡŒ, пСрСзапуская Ρ†ΠΈΠΊΠ».

22.4:

Π“Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ ΠΈ пСрСнос

Π“Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½, ΠΏΠΎΠ³Π»ΠΎΡ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ молСкулярного кислорода (O 2 ) ΠΈΠ· ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ срСды ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ‚ΠΎΠΊ углСкислого Π³Π°Π·Π° (CO 2 ) Π² ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰ΡƒΡŽ срСду, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ для ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ функция. Π“Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ Π²ΠΎ врСмя дыхания происходит Π² основном Π·Π° счСт двиТСния ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ» Π³Π°Π·Π° ΠΏΠΎ Π³Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ΅Π½Ρ‚Π°ΠΌ давлСния. Π“Π°Π· пСрСмСщаСтся ΠΈΠ· областСй с Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высоким ΠΏΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Π² области с Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠΌ ΠΏΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ. Π£ ΠΌΠ»Π΅ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π³Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ происходит Π² Π°Π»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»Π°Ρ… Π»Π΅Π³ΠΊΠΈΡ…, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ»Π΅Π³Π°ΡŽΡ‚ ΠΊ капиллярам ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ с Π½ΠΈΠΌΠΈ ΠΎΠ±Ρ‰ΡƒΡŽ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρƒ.

Когда Π»Π΅Π³ΠΊΠΈΠ΅ Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€ΡΡŽΡ‚ΡΡ, Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ сниТСния давлСния ΠΏΠΎ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΠΊ атмосфСрС Π² Π»Π΅Π³ΠΊΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ кислород. Π’ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…, ΠΏΠΎΡΡ‚ΡƒΠΏΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π² Π»Π΅Π³ΠΊΠΈΠ΅ ΠΈΠ· ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ срСды, ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΡƒΡŽ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡŽ кислорода ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π½ΠΈΠ·ΠΊΡƒΡŽ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡŽ углСкислого Π³Π°Π·Π°, Ρ‡Π΅ΠΌ обСднСнная кислородом ΠΊΡ€ΠΎΠ²ΡŒ, которая ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΎΡ‚ сСрдца ΠΊ Π»Π΅Π³ΠΊΠΈΠΌ. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, кислород Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ½Π΄ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΈΠ· альвСол Π² ΠΊΡ€ΠΎΠ²ΡŒ Π² капиллярах, ΠΎΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° ΠΎΠ½ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ доставлСн Π² Ρ‚ΠΊΠ°Π½ΠΈ. УглСкислый Π³Π°Π·, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ², Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ½Π΄ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΈΠ· капилляров Π² Π°Π»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»Ρ‹, ΠΎΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° ΠΎΠ½ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹Π²Π΅Π΄Π΅Π½ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π²Ρ‹Π΄ΠΎΡ….

ΠŸΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅

Расход Π³Π°Π·Π° опрСдСляСтся Π³Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠΌ давлСния ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ Π³Π°Π·Π°, ΠΏΡ€ΠΈ этом ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π³Π°Π· двиТСтся Π²Π½ΠΈΠ· ΠΏΠΎ своСму Π³Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ΅Π½Ρ‚Ρƒ. Π”Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠ΅ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ Π³Π°Π·ΠΎΠΌ Π² смСси Π³Π°Π·ΠΎΠ², являСтся Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ, ΠΈ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ Π³Π°Π· пСрСмСщаСтся ΠΎΡ‚ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокого ΠΊ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΌΡƒ ΠΏΠ°Ρ€Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ давлСнию. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ O 2 ΠΈ CO 2 Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΌΡƒΡŽ Π½Π΅ связано.

ΠžΠ±Ρ‰Π°Ρ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½Π°

ΠšΠΈΡΠ»ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠΎΠΌ Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ° для прСобразования сахара ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… органичСских ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ» Π² энСргСтичСскоС соСдинСниС АВЀ Π² процСссС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ дыхания. ΠŸΠΎΠ±ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΡƒΠΊΡ‚ΠΎΠΌ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ дыхания являСтся CO 2 , ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΡƒΠ΄Π°Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΠ· ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΈΠ½Π°Ρ‡Π΅ ΠΎΠ½ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ pH ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ€Π΅Π΄ΠΈΡ‚ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ кислород Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ для обСспСчСния энСргиСй Π²Π°ΠΆΠ½Π΅ΠΉΡˆΠΈΡ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΉ, Π° CO 2 Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, чСловСчСскому ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΡƒ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ постоянный ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊ ΠΊΡ€ΠΎΠ²ΠΈ ΠΊΠΎ всСм тканям ΠΈ ΠΎΡ‚ Π½ΠΈΡ… для обСспСчСния Π³Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½Π°.

ΠΠ»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»Ρ‹ ​​

Π”Ρ‹Ρ…Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ ΠΈ кровСносная систСмы структурно ΠΈ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² Π°Π»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»Π°Ρ…. ΠΠ»ΡŒΠ²Π΅ΠΎΠ»Ρ‹ ​​и капилляры ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΏΠ»Π΅Ρ‚Π΅Π½Ρ‹ ΠΈ физичСски ΡΠΎΠΏΡ€ΠΈΠΊΠ°ΡΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ, ΠΈ, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΎΠ±Π° ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Ρƒ Π² ΠΎΠ΄Π½Ρƒ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΡƒ, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ происходит Π³Π°Π·ΠΎΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½. НСсмотря Π½Π° Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π»Π΅Π³ΠΊΠΈΠ΅ Π½Π΅Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠΈ, количСство ΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ΠΈΠ²Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… O 2 ΠΈ CO 2 ΠΎΠ³Ρ€ΠΎΠΌΠ½ΠΎ, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎΠΌ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ альвСол – сотни ΠΌΠΈΠ»Π»ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² с ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 100 ΠΌ 2 !

Suggested Reading

West, John B. “A Lifetime of Pulmonary Gas Exchange.” Physiological Reports 6, no. 20 (October 22, 2018). [Source]

Gjedde, Albert. “Diffusive Insights: On the Disagreement of Christian Bohr and August Krogh at the Centennial of the Seven Little Devils.” Advances in Physiology Education 34, no. 4 (December 1, 2010): 174–85. [Source]