Як працуюць альвеолы ў газаабмене
Альвеолы — гэта невялікія мяшэчкападобныя структуры ў лёгкіх, якія адыгрываюць вырашальную ролю ў газаабмене паміж дыхальнай сістэмай чалавека і крывяноснай сістэмай. Размешчаныя ў канцы бронхіяльных дыхальных шляхоў, альвеолы — гэта месца, дзе кісларод з паветра трапляе ў кроў, а вуглякіслы газ з крыві вызваляецца ў паветра для вывядзення з арганізма. У гэтым артыкуле мы падрабязна разгледзім, як альвеолы выконваюць гэтую жыццёва важную функцыю.
1. Будова і размяшчэнне альвеол
Альвеолы — гэта невялікія мяшэчкападобныя структуры з тонкімі сценкамі, якія складаюцца з аднаго пласта плоскага эпітэліяльных клетак. Гэтыя тонкія сценкі забяспечваюць высокаэфектыўную дыфузію газу. Яны акружаны густой сеткай капіляраў. Кожнае лёгкае чалавека змяшчае прыблізна 300 мільёнаў альвеол, што забяспечвае вялікую плошчу паверхні, неабходную для газаабмену. Разам альвеолы забяспечваюць плошчу паверхні 70–100 квадратных метраў, што эквівалентна тэніснаму корту, што дастаткова для забеспячэння максімальнай эфектыўнасці газаабмену.
2. Працэс газаабмену ў альвеолах
Газаабмен у альвеолах адбываецца з удзелам двух асноўных газаў: кіслароду (O2) і вуглякіслага газу (CO2). Гэты працэс можна растлумачыць наступнымі этапамі:
а. Удыханне і ўсмоктванне паветра
Калі мы ўдыхаем, дыяфрагма і вонкавыя міжрэберныя мышцы скарачаюцца, у выніку чаго грудная клетка пашыраецца, а ціск паветра ў лёгкіх зніжаецца ў параўнанні з атмасферным ціскам. Затым паветра паступае ў лёгкія праз трахею, бронхі і бранхіёлы, пакуль не дасягне альвеол.
б. Дыфузія кіслароду
Паветра, якое дасягае альвеол, багатае кіслародам. У альвеолах кісларод дыфузіруе праз тонкія альвеалярныя сценкі ў крывяносныя капіляры. Капіляры знаходзяцца вельмі блізка да альвеол, таму адлегласць дыфузіі вельмі кароткая, што дазваляе кіслароду хутка і эфектыўна дыфузіруе ў кроў.
c. Звязванне кіслароду гемаглабінам
Пасля таго, як кісларод пранікае ў капіляры, ён паглынаецца эрытрацытамі і звязваецца з гемаглабінам, утвараючы аксігемаглабін. Звязванне кіслароду з гемаглабінам мае вырашальнае значэнне, таму што дазваляе крыві пераносіць больш кіслароду па ўсім целе. Затым насычаная кіслародам кроў пакідае лёгкія праз лёгачныя вены і транспартуецца да сэрца, якое затым перапампоўвае насычаную кіслародам кроў па ўсім целе.
г. Дыфузія вуглякіслага газу
У той час як кісларод дыфузіруе ў кроў, вуглякіслы газ, які выпрацоўваецца клеткамі арганізма ў якасці прадукту метабалізму, дыфузіруе з крыві ў альвеолы. Гэты вуглякіслы газ паходзіць з клетак арганізма і пераносіцца назад у лёгкія вянознай крывёю. Капіляры, якія атачаюць альвеолы, утрымліваюць кроў, багатую вуглякіслым газам. Вуглякіслы газ дыфузіруе з крывяносных капіляраў праз альвеалярныя сценкі ў альвеалярную прастору, таму што канцэнтрацыя вуглякіслага газу ў крывяносных капілярах вышэйшая, чым у альвеалярнай прасторы.
е. Выдых і выпуск паветра
Пасля таго, як вуглякіслы газ дыфузіруе ў альвеолы, гэтае паветра, багатае вуглякіслым газам, выводзіцца з арганізма праз працэс выдыху. Выдых адбываецца, калі дыяфрагма і міжрэберныя мышцы расслабляюцца, у выніку чаго грудная поласць скарачаецца, а ціск паветра ў лёгкіх становіцца вышэйшым за атмасферны. Такім чынам, паветра, якое змяшчае вуглякіслы газ, выводзіцца з лёгкіх праз бранхіёлы, бронхі і трахею.
3. Фактары, якія ўплываюць на газаабмен у альвеолах
На газаабмен у альвеолах можа ўплываць некалькі фактараў. Да гэтых фактараў адносяцца фізіялагічныя і паталагічныя станы, якія могуць паўплываць на эфектыўнасць дыхальнага працэсу.
а. Канцэнтрацыя газу
Розніца ў канцэнтрацыі, або градыент канцэнтрацыі, паміж кіслародам у альвеолах і крывяносных капілярах уплывае на хуткасць дыфузіі кіслароду. Чым большая розніца ў канцэнтрацыі, тым хутчэй дыфузуе кісларод. Тое ж самае тычыцца і вуглякіслага газу.
б. Таўшчыня альвеалярнай сценкі
Большасць альвеол маюць тонкія сценкі, якія спрыяюць дыфузіі газу. Аднак некаторыя захворванні, такія як лёгачны фіброз, могуць выклікаць патаўшчэнне альвеалярных сценак, што тармозіць хуткасць дыфузіі кіслароду і вуглякіслага газу.
c. Плошча паверхні газаабмену
Плошча паверхні альвеол з'яўляецца важным фактарам эфектыўнасці газаабмену. Такія захворванні, як эмфізэма, выклікаюць пашкоджанне і страту альвеол, што памяншае плошчу паверхні для газаабмену і, такім чынам, зніжае эфектыўнасць газадыфузіі.
г. Прыток крыві
Дастатковы прыток крыві праз лёгачныя капіляры таксама адыгрывае вырашальную ролю. Добрая капілярная перфузія дазваляе крыві паглынаць дастатковую колькасць кіслароду і транспартаваць дастатковую колькасць вуглякіслага газу назад у альвеолы.
е. Лёгачная вентыляцыя
Дастатковая вентыляцыя забяспечвае напаўненне альвеол свежым, багатым кіслародам паветрам і дапамагае выдаляць паветра, багатае вуглякіслым газам. Абструктыўныя захворванні, такія як астма або хранічны бранхіт, могуць пагоршыць вентыляцыю і знізіць эфектыўнасць газаабмену.
4. Паталогіі, якія ўплываюць на газаабмен у альвеолах
Некалькі захворванняў і медыцынскіх станаў могуць паўплываць на альвеалярную функцыю і газаабмен. Да іх адносяцца:
а. Эмфізэма лёгкіх
Эмфізэма лёгкіх — гэта форма хранічнай абструктыўнай хваробы лёгкіх (ХАХЛ), якая характарызуецца пашкоджаннем альвеалярнай тканкі і стратай эластычнасці лёгкіх. Гэта прыводзіць да памяншэння плошчы паверхні газаабмену і дрэннай вентыляцыі.
б. Ідыяпатычны лёгачны фіброз
Ідыяпатычны лёгачны фіброз — гэта захворванне, якое выклікае рубцаванне лёгкіх, патаўшчэнне і ўмацаванне альвеалярных сценак. Гэта перашкаджае дыфузіі кіслароду і вуглякіслага газу.
в. Астма
Пры астме дыхальныя шляхі звужаюцца і запаляюцца, што зніжае лёгачную вентыляцыю і можа прывесці да зніжэння паступлення кіслароду ў альвеолы.
г. Пнеўманія
Пнеўманія — гэта інфекцыя лёгкіх, якая выклікае запаленне і запаўненне альвеол вадкасцю або гноем, што блакуе газаабмен.
Выснова
Альвеолы адыгрываюць ключавую ролю ў жыццёва важным працэсе газаабмену, які дазваляе клеткам арганізма атрымліваць неабходны для жыцця кісларод і выводзіць вуглякіслы газ, пабочны прадукт метабалізму. Дыфузія кіслароду і вуглякіслага газу ў альвеолах залежыць ад некалькіх фактараў, у тым ліку ад канцэнтрацыі газу, таўшчыні сценак альвеол, плошчы паверхні, крывацёку і лёгачнай вентыляцыі. Разуменне таго, як працуюць альвеолы, і фактараў, якія ўплываюць на іх працу, мае вырашальнае значэнне для лячэння розных захворванняў, якія могуць паўплываць на функцыю лёгкіх і агульны стан дыхальных шляхоў.
Падтрымліваючы здароўе лёгкіх з дапамогай здаровага ладу жыцця, напрыклад, адмовы ад курэння, рэгулярных фізічных практыкаванняў і пазбягання ўздзеяння забруджвання паветра, мы можам дапамагчы забяспечыць належнае і эфектыўнае функцыянаванне нашых альвеол у працэсе газаабмену, тым самым падтрымліваючы аптымальнае здароўе і якасць жыцця.
