§ 13. Газообмін у легенях і тканинах

Про характер газообміну в легенях можна судити, якщо порівняти склад повітря, яке ми вдихаємо й видихаємо. Ми вдихаємо атмосферне повітря, яке містить близько 21 % кисню, 0,04 % вуглекислого газу, решта — азот і невелика кількість інертних газів та водяної пари. У складі видихуваного повітря кисню близько 16 %, вуглекислого газу — близько 4 %. Отже, у легенях багате на кисень атмосферне повітря, що надійшло під час вдиху, замінюється на повітря, у якому вміст кисню в 1,3 рази менший, а вміст вуглекислого газу більший аж у 133 рази. Організм людини в стані спокою щохвилини одержує 250-300 мл кисню й виділяє 250—300 мл вуглекислого газу. Яким є механізм газообміну?

Газообмін у легенях (мал. 13.1). Кисень і вуглекислий газ вільно дифундують через мембрани клітин стінок альвеол і капілярів. Суть цього фізичного процесу полягає в тому, що молекули будь-якої речовини, а отже, й газу, переміщуються з ділянки, де їх концентрація більша, до ділянки, де їх концентрація менша. Це переміщення триває, доки концентрація речовини в обох ділянках не стане однаковою.

У капіляри легенів надходить венозна кров, збагачена вуглекислим газом, що потрапив до неї з міжклітинної рідини, й бідна на кисень. Концентрація кисню в альвеолярному повітрі вища, ніж у венозній крові, тому він переміщується крізь стінки альвеол і капілярів у кров. У крові молекули кисню з’єднуються з гемоглобіном еритроцитів, утворюючи оксигемоглобін — тимчасовий комплекс, що швидко руйнується. У його складі кисень транспортується до

клітин. Усі інші гази повітря, які ми вдихнули, розчиняються в плазмі крові та наявні у внутрішньому середовищі організму.

Концентрація вуглекислого газу в альвеолах нижча, ніж у венозній крові. Тому він дифундує з капілярів в альвеоли, а звідти під час видиху видаляється назовні.

Під час газообміну в легенях венозна кров перетворюється на артеріальну: вміст кисню в ній змінюється зі 140—160 до 200 мл/л, а вміст вуглекислого газу — з 580 до 560-540 мл/л.

Легені є органом виділення — крізь них видаляються леткі шкідливі речовини. До альвеол з венозної крові надходять молекули деяких шкідливих речовин, які потрапили в організм людини (алкоголь, ефір) або утворилися в ньо-

му (наприклад, ацетон). З альвеол вони проникають у видихуване повітря.

Газообмін у тканинах. У тканинній рідині вміст кисню нижчий, ніж в артеріальній крові. Тимчасовий комплекс оксигемоглобін руйнується, кисень із капілярів надходить до тканинної рідини. З неї він дифундує до клітин, а саме до мітохондрій, де одразу вступає в реакції енергетичного обміну, тому в клітинах вільного кисню майже немає.

У реакціях енергетичного обміну утворюється вуглекислий газ. Його концентрація в клітинах стає вищою, ніж у тканинній рідині, і газ дифундує до неї, а далі — до капілярів. У них одна частина молекул вуглекислого газу розчиняється в плазмі крові, а інша потрапляє до еритроциту. У ньому він приєднується до гемоглобіну, утворюючи новий тимчасовий комплекс, у складі якого транспортується до капілярів легенів.

По судинах великого кола кровообігу венозна кров, бідна на кисень і збагачена вуглекислим газом, надходить до правого передсердя і правого шлуночка. Звідти вона потрапляє до легенів, де знову відбувається газообмін.

У процесі газообміну в легені надходить не лише кисень, а й усі інші гази, що містяться в повітрі. Зазвичай вони не беруть участі в тканинному газообміні, не затримуються в організмі й під час видиху повертаються в навколишнє середовище. Проте внаслідок забруднення повітря до організму можуть потрапити гази, що, проникаючи в клітини тканин, утворюють шкідливі сполуки. Забруднюють повітря викиди промислових підприємств, вихлопні гази, а в побуті — леткі речовини, що містяться в лаках і фарбах, природний і чадний гази. Вони спричиняють отруєння, часто тяжкі. Аби позбавитися небезпечних речовин, інколи недостатньо залишити зону забруднення. Необхідно звернутися по медичну допомогу, щоб видалити їх з організму.

1.    У тексті наведено простий доказ того, що в легенях відбувається газообмін. Знайдіть його.

2.    Сформулюйте п’ять запитань, на які можна знайти відповідь у тексті цього параграфа. Наприклад: яке фізичне явище є основою газообміну в легенях; чому кисень проникає в клітини?

Поставте свої запитання товаришеві, перевірте його відповіді.

1. Поясніть, чому вуглекислого газу у видихуваному повітрі більше, ніж у вдихуваному. 2. Розкажіть, як відбувається газообмін у легенях. 3. Які показники відрізняють венозну кров від артеріальної? 4. У чому відмінність між газообміном у легенях і тканинах? 5*. Чому під час роботи в закритому приміщенні його необхідно періодично провітрювати? 6*. Кисень є необхідною умовою життєдіяльності тканин, проте вільний кисень у них практично відсутній. Чому?

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Базанова