Дыхательная система человека — газообмен

#Газообмен #Альвеолы #ДыхательнаяСистема #БиологияЧеловека #Легкие #NGScience www.ngsciencex.com Каждый вдох приносит воздух в ваши легкие. Но как кислород перемещается из этого воздуха в кровь? Изучите крошечные структуры, которые обеспечивают газообмен, и узнайте, как ваши легкие снабжают организм кислородом, одновременно удаляя углекислый газ. Это видео показывает путь воздуха через дыхательную систему, от трахеи к бронхам, через разветвленные бронхиолы и в альвеолы. Эти крошечные воздушные мешочки обеспечивают поверхность обмена, где кислород поступает в кровь, а углекислый газ выходит из нее. Их структура помогает им функционировать. ПУТЬ К АЛЬВЕОЛАМ Когда вы вдыхаете, воздух проходит по трахее. Трахея разделяется на два главных бронха, которые несут воздух в легкие. Внутри легких дыхательные пути многократно разветвляются на более мелкие трубки, называемые бронхиолами. Эти структуры ведут к областям, содержащим альвеолы, где происходит газообмен. В ваших легких сотни миллионов альвеол. Каждая альвеола крошечная; вместе они образуют большую площадь поверхности. Это позволяет большому количеству кислорода и углекислого газа одновременно перемещаться между воздухом и кровью. Сеть капилляров окружает альвеолы, приближая кровь к воздуху внутри них. ТОНКАЯ, ВЛАЖНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ОБМЕНА Стенка альвеолы и стенка капилляра имеют толщину всего в одну клетку. Это создает очень короткое расстояние для прохождения газов между воздухом и кровью. Тонкий слой влаги покрывает поверхность альвеол, позволяя газам растворяться при прохождении через поверхность обмена. Большая площадь поверхности и короткое расстояние диффузии — две ключевые адаптации для эффективного газообмена. Без этих особенностей кислород поступал бы в кровь слишком медленно, чтобы удовлетворить потребности организма во время нормальной активности. КАК КИСЛОРОД ПОПАДАЕТ В КРОВЬ Кровь, поступающая в легкие, имеет более низкий уровень кислорода, чем воздух внутри альвеол. Поэтому кислород диффундирует через тонкую обменную поверхность в кровь. Диффузия — это чистое движение частиц по градиенту. Для дыхательных газов направление движения определяется разностью парциальных давлений. После попадания кислорода в кровь большая его часть связывается с гемоглобином, белком внутри красных кровяных клеток. Гемоглобин позволяет крови переносить гораздо больше кислорода, чем могло бы быть перенесено только в растворенном виде в жидкой части крови. Насыщенная кислородом кровь возвращается в сердце, которое перекачивает ее по всему телу. Затем кислород может перемещаться из крови в ткани, где клетки используют его в аэробном клеточном дыхании для высвобождения полезной энергии из питательных веществ. КАК УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ ПОКИДАЕТ КРОВЬ В то время как кислород движется в кровь, углекислый газ движется в противоположном направлении. Кровь, поступающая в легкие, переносит углекислый газ, образующийся в результате клеточного дыхания. Парциальное давление углекислого газа в крови выше, чем в воздухе альвеол. Углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы. При выдохе воздух, содержащий этот углекислый газ, покидает легкие и проходит обратно через дыхательные пути. Поглощение кислорода и удаление углекислого газа происходят одновременно на одной и той же поверхности обмена. ПОЧЕМУ ДЫХАНИЕ И КРОВОТОК ВАЖНЫ Газообмен зависит от поддержания разницы между воздухом в альвеолах и кровью, протекающей мимо них. Дыхание, также называемое вентиляцией, обновляет альвеолярный воздух, поступая кислородом и выводя углекислый газ. В то же время кровоток постоянно доставляет кровь, нуждающуюся в кислороде, и отводит насыщенную кислородом кровь. Этот приток воздуха и крови помогает поддерживать градиенты, обеспечивающие диффузию обоих газов в необходимых направлениях. Дыхание и газообмен тесно связаны, но описывают разные процессы. Дыхание перемещает воздух в легкие и из легких. Газообмен обеспечивает перенос кислорода и углекислого газа через обменную поверхность. Клеточное дыхание — это ещё один процесс, происходящий внутри клеток. КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ • Альвеолы — это крошечные воздушные мешочки, через которые газы перемещаются между воздухом и кровью. • Сотни миллионов альвеол обеспечивают большую площадь поверхности. • Тонкие стенки альвеол и капилляров создают короткое расстояние диффузии. • Кислород диффундирует из альвеолярного воздуха в кровь. • Большая часть кислорода в крови переносится гемоглобином в красных кровяных клетках. • Углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы. • Вентиляция и кровоток поддерживают градиенты, необходимые для диффузии. Это видео, предназначенное для учащихся средних школ, учителей и всех, кто интересуется биологией человека, связывает структуру легких с процессами, обеспечивающими поступление кислорода в организм. Во время просмотра подумайте: Почему так много альвеол? Как тонкие стенки помогают газам быстро перемещаться? Что произойдет с диффузией, если воздух в альвеолах не будет обновляться? Узнайт...