wymiana gazowa u człowieka

Wymiana gazowa u człowieka

Stale zachodzące oddychanie komórkowe wymaga ciągłego dostarczania tlenu i usuwania powstającego produktu ubocznego, którym jest dwutlenek węgla. Dlatego czynnikiem niezbędnym do wymiany gazowej są naprzemienne oraz rytmiczne wdechy i wydechy, czyli wentylacja płuc. Jest ona związana z pracą mięśni oddechowych, tj. mięśni międzyżebrowych i przepony. Podczas spokojnego oddychania jedynie część powietrza w ptucach ulega wymianie. Jego ilość zależy od potrzeb fizjologicznych organizmu (np. wzrasta w czasie ćwiczeń fizycznych). Zmiany zawartości powietrza w ptucach mierzy się specjalnym urządzeniem zwanym spirometrem.

Wdech

Podczas spokojnego wdechu następuje skurcz mięśni oddechowych. Powoduje to rozciągnięcie klatki piersiowej, co z kolei wymusza zwiększenie objętości ptuc, które są zbudowane z elastycznej tkanki. W związku z tym ciśnienie powietrza znajdującego się w pęcherzykach płucnych chwilowo spada poniżej ciśnienia atmosferycznego. Następuje zassanie z zewnątrz powietrza w ilości wyrównującej powstałą różnicę ciśnień. Wdech zawsze jest procesem aktywnym, tzn. wymagającym pracy mięśni.

Wydech

Podczas spokojnego wydechu następuje rozkurcz mięśni oddechowych. Powoduje to powrót klatki piersiowej do poprzednich rozmiarów. Wzrost ciśnienia w jej jamie sprawia, że powietrze jest wyciskane z płuc aż do ponownego wyrównania ciśnień. Ptuca powracają do poprzedniego ksztattu. Jest to bierna faza wentylacji. Przy oddychaniu świadomym zarówno podczas wdechu, jak i wydechu biorą udziat mięśnie międzyżebrowe. Dodatkowo silę wydechu mogą zwiększać mięśnie brzucha.

Objętość klatki piersiowej się zwiększa, tym samym ciśnienie powietrza wewnątrz ptuc maleje.

Powietrze wptywa do ptuc na skutek różnicy ciśnień.

mięśnie

międzyżebrowe

Mięśnie międzyżebrowe się kurczą, powodując rozszerzenie i uniesienie klatki piersiowej. Natomiast przepona się kurczy i opada.

Na skutek różnicy ciśnień powietrze wypływa z pluć.

Przepona się kurczy i opada.

Podczas spokojnego wydechu mięśnie międzyżebrowe oraz przepona się rozluźniają, powodując opadanie klatki piersiowej.

Objętość klatki piersiowej się zmniejsza, tym samym ciśnienie powietrza wewnątrz ptuc rośnie.

Rodzaje pojemności ptuc człowieka i objętości znajdującego się w nich powietrza

Objętość oddechowa: ilość powietrza wymienionego w ptucach podczas cyklu spokojny wdech - spokojny wydech (okoto 0,5 dm³).

Objętość uzupełniająca: ilość powietrza dostającego się dodatkowo do ptuc podczas pogłębionego wdechu (okoto 2,5 dm³).

Objętość zapasowa: ilość powietrza, która zostaje usunięta dodatkowo z ptuc podczas pogłębionego wydechu (okoto 1,2 dm³).

Pojemność życiowa ptuc: ilość powietrza wymienionego w ptucach podczas cyklu maksymalny wdech - maksymalny wydech (okoto 4,2 dm³).

Objętość zalegająca: ilość powietrza stale zalegającego w ptucach. Nie można go z nich usunąć nawet podczas maksymalnego wydechu.

Całkowita pojemność ptuc: suma pojemności życiowej ptuc i objętości zalegającej.

(ć) by 6W0 2005. Kopiov/anie zabronione

Całkowita pojemność ptuc dorosłego człowieka wynosi od 4 do 6 litrów (dm³), przy czym u mężczyzn jest większa niż u kobiet. Pojemność życiowa ptuc jest mniejsza od catkowitej, ponieważ w ptucach nawet po maksymalnym wydechu zawsze zostaje pewna ilość powietrza zalegającego. Wymiana powietrza zalegającego na powietrze świeże jest powolna i dlatego sktad mieszanki gazów stale obecnych w ptucach pozostaje prawie niezmieniony. Po zmierzeniu objętości oddechowej uzyskany wynik można wykorzystać do obliczenia tempa wentylacji ptuc (w skrócie PV), czyli ilości powietrza (w dm³) wymienianego przez organizm z otoczeniem w ciągu jednej minuty. Tempo wentylacji ptuc obliczamy, mnożąc liczbę oddechów wykonanych przez organizm w ciągu minuty przez objętość oddechową. Tempo wentylacji ptuc i objętość oddechowa rosną do maksimum podczas intensywnego wysitku fizycznego. Pomiar zmian objętości powietrza znajdującego się w ptucach można wykonać za oomoca soirometrii.

Gazy oddechowe	Przybliżony procentowy udziat 02 i C02 w:
	powietrzu wdychanym	powietrzu w ptucach	powietrzu wydychanym
°2	21,0%	13,8%	16,4%
C02	0,04%	5.5%	3,6%

Paradoksalnie procentowy udziat tlenu w powietrzu pęcherzykowym (w ptucach) jest mniejszy niż w powietrzu wydychanym. Dzieje się tak dlatego, że powietrze wydychane z ptuc miesza się z niewykorzystanym podczas wymiany gazowej, a zasobnym w tlen powietrzem znajdującym się w drogach oddechowych. Jedynie okoto 70% objętości wdychanego powietrza dociera do pęcherzyków ptucnych. Reszta pozostaje w przestrzeniach powietrznych nosa, gardta, krtani, tchawicy i oskrzeli i nie hierze uriziatu w wvmianie nazowei.