ออกซิเจนในอากาศที่หายใจออกมีกี่เปอร์เซ็นต์? องค์ประกอบทางเคมีของอากาศและความสำคัญด้านสุขอนามัย

ผู้ชายหายใจ อากาศในชั้นบรรยากาศซึ่งมีองค์ประกอบดังนี้ ออกซิเจน 20.94% คาร์บอนไดออกไซด์ 0.03% ไนโตรเจน 79.03% ในอากาศที่หายใจออกตรวจพบออกซิเจน 16.3% คาร์บอนไดออกไซด์ 4% ไนโตรเจน 79.7%

ถุงลมองค์ประกอบของมันแตกต่างจากบรรยากาศ ในอากาศถุง ปริมาณออกซิเจนจะลดลงอย่างรวดเร็วและปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์จะเพิ่มขึ้น เปอร์เซ็นต์เนื้อหาของแต่ละก๊าซในถุงลม: ออกซิเจน 14.2-14.6% คาร์บอนไดออกไซด์ 5.2-5.7%, ไนโตรเจน 79.7-80%

โครงสร้างของปอด

ปอดเป็นอวัยวะระบบทางเดินหายใจที่จับคู่กันซึ่งอยู่ในช่องอกที่ปิดสนิท ของพวกเขา สายการบินแสดงโดยช่องจมูก, กล่องเสียง, หลอดลม หลอดลมในช่องอกแบ่งออกเป็นสองหลอดลม - ขวาและซ้ายซึ่งแต่ละหลอดแตกแขนงซ้ำ ๆ ก่อให้เกิดต้นไม้หลอดลมที่เรียกว่า หลอดลมที่เล็กที่สุด - หลอดลมที่ปลายขยายเป็นถุงลมนิรภัย - ถุงลมในปอด

การแลกเปลี่ยนก๊าซไม่เกิดขึ้นในทางเดินหายใจ และองค์ประกอบของอากาศไม่เปลี่ยนแปลงพื้นที่ที่ปิดล้อมทางเดินหายใจเรียกว่า ตาย, หรือเป็นอันตราย ในระหว่างการหายใจอย่างเงียบ ๆ ปริมาณอากาศในช่องว่างจะเท่ากับ 140-150 มล.

โครงสร้างของปอดช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานของระบบทางเดินหายใจ ผนังบางของถุงลมประกอบด้วยเยื่อบุผิวชั้นเดียวซึ่งสามารถซึมผ่านก๊าซได้ง่าย การมีองค์ประกอบยืดหยุ่นและเส้นใยกล้ามเนื้อเรียบทำให้ถุงลมยืดออกได้ง่ายและรวดเร็ว เพื่อให้สามารถรองรับอากาศปริมาณมากได้ ถุงลมแต่ละอันถูกปกคลุมไปด้วยเครือข่ายเส้นเลือดฝอยหนาแน่นซึ่งหลอดเลือดแดงในปอดจะแตกแขนงออกไป

ปอดแต่ละข้างถูกปกคลุมด้านนอกด้วยเยื่อเซรุ่ม - เยื่อหุ้มปอดประกอบด้วยใบสองใบ: ข้างขม่อมและปอด (อวัยวะภายใน) ระหว่างชั้นของเยื่อหุ้มปอดมีช่องว่างแคบ ๆ ที่เต็มไปด้วยของเหลวเซรุ่ม - ช่องเยื่อหุ้มปอด.

การขยายตัวและการล่มสลายของถุงลมในปอดตลอดจนการเคลื่อนที่ของอากาศไปตามทางเดินหายใจจะมาพร้อมกับเสียงทางเดินหายใจซึ่งสามารถตรวจสอบได้ด้วยการตรวจคนไข้ (การตรวจคนไข้).

ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดและช่องประจันจะเป็นปกติเสมอ เชิงลบ- ด้วยเหตุนี้ถุงลมจึงอยู่ในสภาวะยืดออกอยู่เสมอ ความดันในช่องอกเชิงลบมีบทบาทสำคัญในการไหลเวียนโลหิตทำให้เลือดดำกลับสู่หัวใจและปรับปรุงการไหลเวียนของเลือดในวงกลมปอดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการหายใจเข้า

วงจรการหายใจ

วงจรการหายใจประกอบด้วยการหายใจเข้า การหายใจออก และการหยุดหายใจชั่วคราว ระยะเวลา การสูดดมในผู้ใหญ่ จาก 0.9 ถึง 4.7 วิ, ระยะเวลา การหายใจออก - 1.2-6 วิ- การหยุดหายใจจะแตกต่างกันไปตามขนาดและอาจหายไปด้วยซ้ำ

การเคลื่อนไหวของการหายใจจะดำเนินการบางอย่าง จังหวะและความถี่ซึ่งกำหนดโดยจำนวนการทัศนศึกษาหน้าอกใน 1 นาที ในผู้ใหญ่จะมีอัตราการหายใจเป็น 12-18 ใน 1 นาที

ความลึกของการเคลื่อนไหวของการหายใจกำหนดโดยความกว้างของการเคลื่อนตัวของทรวงอกและการใช้วิธีการพิเศษที่ช่วยให้สามารถศึกษาปริมาตรของปอดได้

กลไกการสูดดมการหายใจเข้าทำได้โดยการขยายตัวของหน้าอกเนื่องจากการหดตัวของกล้ามเนื้อทางเดินหายใจ - กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงภายนอกและกะบังลม การไหลเวียนของอากาศเข้าสู่ปอดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับแรงดันลบในช่องเยื่อหุ้มปอด

กลไกการหายใจออกการหายใจออก (หมดอายุ) เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการผ่อนคลายของกล้ามเนื้อหายใจเช่นเดียวกับเนื่องจากการดึงยืดหยุ่นของปอดที่พยายามจะเข้ารับตำแหน่งเดิม แรงยืดหยุ่นของปอดแสดงโดยส่วนประกอบของเนื้อเยื่อและแรงตึงผิว ซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดพื้นผิวทรงกลมของถุงลมให้เหลือน้อยที่สุด อย่างไรก็ตามโดยปกติแล้วถุงลมจะไม่ยุบลง เหตุผลก็คือการมีสารลดแรงตึงผิวที่คงตัวอยู่ในผนังของถุงลม - สารลดแรงตึงผิวผลิตโดย alveolocytes

ปริมาณปอด การระบายอากาศในปอด

ปริมาณน้ำขึ้นน้ำลง- ปริมาณอากาศที่บุคคลหายใจเข้าและหายใจออกระหว่างการหายใจเงียบ ๆ ปริมาณของมันคือ 300 - 700 มล.

ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ- ปริมาณอากาศที่สามารถนำเข้าสู่ปอดได้ หากหายใจเข้าสูงสุดหลังจากหายใจเข้าอย่างเงียบ ๆ ปริมาณสำรองลมหายใจเท่ากับ 1500-2000 มล.

ปริมาณสำรองที่หมดอายุ- ปริมาตรอากาศที่ถูกดึงออกจากปอด หากหายใจออกสูงสุดหลังจากหายใจเข้าและหายใจออกอย่างสงบ มันมีจำนวน 1500-2000 มล.

ปริมาณคงเหลือ- นี่คือปริมาตรอากาศที่ยังคงอยู่ในปอดหลังจากหายใจออกลึกที่สุด ปริมาณคงเหลือเท่ากับ 1,000-1500 มลอากาศ.

ปริมาตรน้ำขึ้นน้ำลง ปริมาตรสำรองลมหายใจและลมหายใจออก
ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า ความจุที่สำคัญ.
ความจุที่สำคัญของปอด ในผู้ชายหนุ่มสาว
จำนวน 3.5-4.8 ลิตรสำหรับผู้หญิง - 3-3.5 ลิตร

ความจุปอดทั้งหมดประกอบด้วยความสามารถสำคัญของปอดและปริมาตรอากาศที่เหลืออยู่

การระบายอากาศในปอด- ปริมาณอากาศที่แลกเปลี่ยนใน 1 นาที

การช่วยหายใจในปอดถูกกำหนดโดยการคูณปริมาตรน้ำขึ้นน้ำลงด้วยจำนวนลมหายใจต่อนาที (ปริมาตรลมหายใจนาที)ในผู้ใหญ่ที่อยู่ในสภาวะพักผ่อนทางสรีรวิทยาสัมพันธ์กัน การช่วยหายใจในปอดจะเกิดขึ้น 6-8 ลิตรต่อ 1 นาที

สามารถกำหนดปริมาตรปอดได้โดยใช้อุปกรณ์พิเศษ - สไปโรมิเตอร์และสไปโรกราฟ.

การขนส่งก๊าซทางเลือด

เลือดส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อและนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกไป

การเคลื่อนที่ของก๊าซจากสิ่งแวดล้อมสู่ของเหลวและจากของเหลวสู่สิ่งแวดล้อมนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความดันบางส่วน ก๊าซจะแพร่กระจายจากสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงไปยังสภาพแวดล้อมที่มีความดันต่ำกว่าเสมอ

ความดันออกซิเจนบางส่วนในอากาศในชั้นบรรยากาศ 21.1 กิโลปาสคาล (158 มม.ปรอท เซนต์.) ในถุงลม - 14.4-14.7 ปาสคาล (108-110 มม.ปรอท เซนต์.) และในเลือดดำที่ไหลไปที่ปอด - 5.33 ปาสคาล (40 มม.ปรอท เซนต์- ในเลือดแดงของเส้นเลือดฝอยของการไหลเวียนของระบบความตึงเครียดของออกซิเจนคือ 13.6-13.9 กิโลปาสคาล (102-104 มม.ปรอท)ในของเหลวคั่นระหว่างหน้า - 5.33 kPa (40 mm Hg) ในเนื้อเยื่อ - 2.67 kPa (20 mm Hg)- ดังนั้นในทุกขั้นตอนของการเคลื่อนที่ของออกซิเจนจึงมีความแตกต่างในความดันย่อยซึ่งส่งเสริมการแพร่กระจายของก๊าซ

การเคลื่อนที่ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามความตึงเครียดของคาร์บอนไดออกไซด์ในเนื้อเยื่อคือ 8.0 kPa หรือมากกว่า (60 หรือมากกว่า mmHg) ในเลือดดำ - 6.13 kPa (46 mmHg) ในถุงลม - 0.04 kPa (0 .3 mmHg) เพราะฉะนั้น, ความแตกต่างของความตึงเครียดคาร์บอนไดออกไซด์ตลอดเส้นทางทำให้เกิดการแพร่กระจายของก๊าซจากเนื้อเยื่อสู่สิ่งแวดล้อม

การลำเลียงออกซิเจนทางเลือดออกซิเจนในเลือดแบ่งออกเป็น 2 สถานะ คือ การสลายตัวทางกายภาพ และสถานะทางเคมีกับฮีโมโกลบิน เฮโมโกลบินก่อตัวเป็นสารประกอบที่เปราะบางและแยกตัวออกจากออกซิเจนได้ง่าย - ออกซีเฮโมโกลบิน: เฮโมโกลบิน 1 กรัมจับออกซิเจนได้ 1.34 มล. ปริมาณออกซิเจนสูงสุดที่สามารถจับตัวกับเลือดได้ 100 มิลลิลิตร คือ ความจุออกซิเจนในเลือด(18.76 มล. หรือ 19 ปริมาตร%)

ความอิ่มตัวของออกซิเจนของเฮโมโกลบินอยู่ระหว่าง 96 ถึง 98%ระดับความอิ่มตัวของฮีโมโกลบินกับออกซิเจนและการแยกตัวของออกซีฮีโมโกลบิน (การก่อตัวของฮีโมโกลบินลดลง) ไม่ได้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความตึงเครียดของออกซิเจน กระบวนการทั้งสองนี้ไม่เป็นเส้นตรง แต่เกิดขึ้นตามเส้นโค้งซึ่งเรียกว่า เส้นโค้งการจับหรือการแยกตัวของออกซีเฮโมโกลบิน

ข้าว. 25. เส้นโค้งการแยกตัวของออกซีเฮโมโกลบินในสารละลายที่เป็นน้ำ (I) และในเลือด (II) ที่ความตึงเครียดคาร์บอนไดออกไซด์ 5.33 kPa (40 มม. ปรอท) (อ้างอิงจาก Barcroft)

เมื่อความตึงเครียดของออกซิเจนเป็นศูนย์ จะไม่มีออกซีฮีโมโกลบินในเลือด ที่ความดันย่อยของออกซิเจนต่ำ อัตราการเกิดออกซีเฮโมโกลบินจะต่ำ ปริมาณเฮโมโกลบินสูงสุด (45-80%) จับกับออกซิเจนเมื่อความตึงเครียดอยู่ที่ 3.47-6.13 kPa (26-46 mm Hg) ความตึงเครียดของออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นอีกทำให้อัตราการก่อตัวของออกซีเฮโมโกลบินลดลง (รูปที่ 25)

ความสัมพันธ์ของเฮโมโกลบินกับออกซิเจนลดลงอย่างมาก เมื่อปฏิกิริยาของเลือดเปลี่ยนเป็นด้านที่เป็นกรดซึ่งสังเกตได้ในเนื้อเยื่อและเซลล์ของร่างกายเนื่องจากการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์

การเปลี่ยนแปลงของฮีโมโกลบินไปเป็น oxyhemoglobin และจากนั้นไปเป็นการลดก็ขึ้นอยู่กับเช่นกัน อุณหภูมิ- ที่ความดันออกซิเจนบางส่วนที่เท่ากันในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิ 37-38 ° C ปริมาณออกซีเฮโมโกลบินที่ใหญ่ที่สุดจะผ่านเข้าสู่รูปแบบที่ลดลง

การขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทางเลือดคาร์บอนไดออกไซด์ถูกส่งไปยังปอดในรูปแบบ ไบคาร์บอเนตและอยู่ในสภาวะพันธะเคมีกับฮีโมโกลบิน ( คาร์โบเฮโมโกลบิน).

ศูนย์ทางเดินหายใจ.

ลำดับจังหวะของการหายใจเข้าและหายใจออกรวมถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะของการเคลื่อนไหวของระบบทางเดินหายใจขึ้นอยู่กับสถานะของร่างกายได้รับการควบคุม ศูนย์ทางเดินหายใจตั้งอยู่ในไขกระดูก oblongata

มีเซลล์ประสาทสองกลุ่มในศูนย์ทางเดินหายใจ: ทางเดินหายใจและ หายใจออกเมื่อเซลล์ประสาทที่หายใจเข้าซึ่งให้แรงบันดาลใจรู้สึกตื่นเต้น กิจกรรมของเซลล์ประสาทที่หายใจออกจะถูกยับยั้ง และในทางกลับกัน

ที่ด้านบนของบ่อ ( พอนส์) ตั้งอยู่ ศูนย์ปอดบวมซึ่งควบคุมกิจกรรมของศูนย์หายใจเข้าและหายใจออกตอนล่างและรับประกันการสลับรอบการเคลื่อนไหวของระบบทางเดินหายใจที่ถูกต้อง

ศูนย์ทางเดินหายใจซึ่งอยู่ในไขกระดูก oblongata จะส่งแรงกระตุ้นไปยัง เซลล์ประสาทสั่งการของไขสันหลัง, ทำให้กล้ามเนื้อทางเดินหายใจเกิดอาการกำเริบ ไดอะแฟรมนั้นได้รับพลังงานจากแอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการที่อยู่ระดับนั้น ส่วนปากมดลูก III-IVไขสันหลัง เซลล์ประสาทมอเตอร์ซึ่งเป็นกระบวนการที่ก่อให้เกิดเส้นประสาทระหว่างซี่โครงที่ทำให้กล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงเกิดขึ้น ในแตรด้านหน้า (III-XII) ของส่วนทรวงอกไขสันหลัง

อากาศเป็น ส่วนผสมจากธรรมชาติก๊าซต่างๆ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น ไนโตรเจน (ประมาณ 77%) และออกซิเจน ส่วนน้อยกว่า 2% เป็นอาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซเฉื่อยอื่นๆ

ออกซิเจนหรือ O2 เป็นองค์ประกอบที่สองของตารางธาตุและเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด หากขาดสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้ไปก็แทบจะไม่มีอยู่เลย เขา มีส่วนร่วมในกระบวนการต่างๆซึ่งกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดขึ้นอยู่กับ

องค์ประกอบของอากาศ

O2 ทำหน้าที่ กระบวนการออกซิเดชั่นในร่างกายมนุษย์ซึ่งทำให้คุณสามารถปลดปล่อยพลังงานเพื่อการใช้ชีวิตได้ตามปกติ ในช่วงเวลาที่เหลือร่างกายมนุษย์ต้องการประมาณ ออกซิเจน 350 มิลลิลิตรเมื่อมีการออกกำลังกายอย่างหนัก ค่านี้จะเพิ่มขึ้นสามถึงสี่เท่า

ออกซิเจนในอากาศที่เราหายใจมีกี่เปอร์เซ็นต์? บรรทัดฐานคือ 20,95% - อากาศที่หายใจออกมีน้อย โอ2 – 15.5-16%- องค์ประกอบของอากาศที่หายใจออกยังรวมถึงคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน และสารอื่นๆ ด้วย เปอร์เซ็นต์ออกซิเจนที่ลดลงในเวลาต่อมาทำให้เกิดความผิดปกติและค่าวิกฤตที่เป็นสาเหตุ 7-8% ความตาย.

จากตาราง คุณสามารถเข้าใจได้ว่า อากาศที่หายใจออกนั้นมีไนโตรเจนจำนวนมากและองค์ประกอบเพิ่มเติม แต่ O2 เพียง 16.3%- ปริมาณออกซิเจนในอากาศที่สูดเข้าไปมีค่าประมาณ 20.95%

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าองค์ประกอบเช่นออกซิเจนคืออะไร O2 – พบมากที่สุดในโลก องค์ประกอบทางเคมีซึ่งไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และรสจืด มันทำหน้าที่ที่สำคัญที่สุดของการเกิดออกซิเดชันใน

โดยไม่มีองค์ประกอบที่แปดของตารางธาตุ คุณไม่สามารถก่อไฟได้- ออกซิเจนแห้งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าและการป้องกันของฟิล์ม และลดประจุปริมาตร

องค์ประกอบนี้มีอยู่ในสารประกอบต่อไปนี้:

1. ซิลิเกต - มี O2 ประมาณ 48%
2. (ทะเลและสด) – 89%
3. อากาศ – 21%
4. สารประกอบอื่นๆ ในเปลือกโลก

อากาศไม่เพียงประกอบด้วยสารที่เป็นก๊าซเท่านั้น แต่ยังประกอบด้วย ไอระเหยและละอองลอยตลอดจนสารปนเปื้อนต่างๆ นี่อาจเป็นฝุ่น สิ่งสกปรก หรือเศษเล็กๆ อื่นๆ ประกอบด้วย จุลินทรีย์ซึ่งสามารถทำให้เกิดโรคต่างๆได้ ไข้หวัดใหญ่ โรคหัด ไอกรน สารก่อภูมิแพ้ และโรคอื่นๆ เป็นเพียงผลเสียเล็กๆ น้อยๆ ที่เกิดขึ้นเมื่อคุณภาพอากาศแย่ลงและระดับแบคทีเรียก่อโรคเพิ่มขึ้น

เปอร์เซ็นต์ของอากาศคือปริมาณขององค์ประกอบทั้งหมดที่ประกอบเป็นอากาศ จะสะดวกกว่าที่จะแสดงให้ชัดเจนว่าอากาศประกอบด้วยอะไรบ้าง รวมถึงเปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในอากาศบนแผนภาพจะสะดวกกว่า

แผนภาพแสดงก๊าซชนิดใดที่พบในอากาศมากกว่า ค่าที่แสดงไว้จะแตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับอากาศที่หายใจเข้าและออก

แผนภาพ - อัตราส่วนอากาศ

มีหลายแหล่งที่เกิดออกซิเจน:

1. พืช. หลักสูตรชีววิทยาของโรงเรียนเป็นที่ทราบกันดีว่าพืชปล่อยออกซิเจนเมื่อดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์
2. การสลายตัวด้วยแสงเคมีของไอน้ำ กระบวนการนี้สังเกตได้ภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ในชั้นบนของชั้นบรรยากาศ
3. การผสมของอากาศไหลในชั้นบรรยากาศตอนล่าง

หน้าที่ของออกซิเจนในบรรยากาศและต่อร่างกาย

สำหรับบุคคลที่เรียกว่า แรงกดดันบางส่วนซึ่งก๊าซสามารถผลิตได้หากมันครอบครองปริมาตรครอบครองทั้งหมดของส่วนผสม ความดันย่อยปกติที่ความสูง 0 เมตรเหนือระดับน้ำทะเลคือ ปรอท 160 มม- การเพิ่มระดับความสูงทำให้ความดันบางส่วนลดลง ตัวบ่งชี้นี้มีความสำคัญเนื่องจากการจ่ายออกซิเจนไปยังอวัยวะสำคัญทั้งหมดและต่อร่างกายขึ้นอยู่กับมัน

มักใช้ออกซิเจน เพื่อการรักษาโรคต่างๆ- ถังออกซิเจนและเครื่องช่วยหายใจช่วยให้อวัยวะของมนุษย์ทำงานได้ตามปกติในภาวะขาดออกซิเจน

สำคัญ!องค์ประกอบของอากาศได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย ดังนั้น เปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนจึงอาจเปลี่ยนแปลงได้ สถานการณ์สิ่งแวดล้อมที่เป็นลบส่งผลให้คุณภาพอากาศแย่ลง ในเมืองใหญ่และการตั้งถิ่นฐานในเมืองใหญ่ สัดส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จะมากกว่าในการตั้งถิ่นฐานขนาดเล็กหรือในป่าและพื้นที่คุ้มครอง ระดับความสูงก็มีอิทธิพลอย่างมากเช่นกัน เปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนบนภูเขาจะลดลง คุณสามารถพิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้ - บนยอดเขาเอเวอเรสต์ซึ่งมีความสูง 8.8 กม. ความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศจะต่ำกว่าในที่ราบลุ่ม 3 เท่า ในการอยู่บนยอดเขาสูงอย่างปลอดภัย คุณต้องใช้หน้ากากออกซิเจน

องค์ประกอบของอากาศมีการเปลี่ยนแปลงตลอดหลายปีที่ผ่านมา กระบวนการวิวัฒนาการและภัยพิบัติทางธรรมชาตินำไปสู่การเปลี่ยนแปลงดังนั้น เปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนลดลงจำเป็นสำหรับการทำงานปกติของสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพ สามารถพิจารณาขั้นตอนทางประวัติศาสตร์ได้หลายขั้นตอน:

1. ยุคก่อนประวัติศาสตร์ ในเวลานี้ความเข้มข้นของออกซิเจนในบรรยากาศอยู่ที่ ประมาณ 36%.
2. 150 ปีที่แล้ว O2 ครอบครอง 26%จากองค์ประกอบอากาศทั้งหมด
3. ปัจจุบันความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศอยู่ที่ ต่ำกว่า 21%.

การพัฒนาโลกโดยรอบในเวลาต่อมาสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของอากาศเพิ่มเติมได้ ในอนาคตอันใกล้นี้ ไม่น่าเป็นไปได้ที่ความเข้มข้นของ O2 จะต่ำกว่า 14% ดังที่จะทำให้เกิดเช่นนี้ การหยุดชะงักของการทำงานของร่างกาย.

การขาดออกซิเจนนำไปสู่อะไร?

การรับประทานอาหารในปริมาณน้อยมักพบได้ในการขนส่งที่อับชื้น พื้นที่ที่มีการระบายอากาศไม่ดี หรือที่ระดับความสูง . ระดับออกซิเจนในอากาศที่ลดลงอาจทำให้เกิด ผลกระทบด้านลบต่อร่างกาย- กลไกจะหมดลง ระบบประสาทได้รับผลกระทบมากที่สุด มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ร่างกายต้องทนทุกข์ทรมานจากภาวะขาดออกซิเจน:

1. ขาดแคลนเลือด. เรียกว่า สำหรับพิษคาร์บอนมอนอกไซด์- สถานการณ์เช่นนี้ทำให้ปริมาณออกซิเจนในเลือดลดลง สิ่งนี้เป็นอันตรายเนื่องจากเลือดหยุดส่งออกซิเจนไปยังฮีโมโกลบิน
2. ขาดการไหลเวียนโลหิต มันเป็นไปได้ สำหรับโรคเบาหวาน หัวใจล้มเหลว- ในสถานการณ์เช่นนี้ การขนส่งเลือดจะแย่ลงหรือเป็นไปไม่ได้
3. ปัจจัยที่เป็นพิษต่อเนื้อเยื่อที่ส่งผลต่อร่างกายอาจทำให้สูญเสียความสามารถในการดูดซับออกซิเจน เกิดขึ้น ในกรณีที่มีพิษด้วยพิษหรือเกิดจากการสัมผัสที่รุนแรง...

อาการหลายอย่างบ่งชี้ว่าร่างกายต้องการ O2 ก่อนอื่นเลย อัตราการหายใจเพิ่มขึ้น- อัตราการเต้นของหัวใจก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ฟังก์ชั่นการป้องกันเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อส่งออกซิเจนไปยังปอดและให้เลือดและเนื้อเยื่อ

สาเหตุการขาดออกซิเจน ปวดหัว, อาการง่วงนอนเพิ่มขึ้น, ความเข้มข้นลดลง กรณีที่แยกออกมาไม่ได้น่ากลัวนัก แต่จะแก้ไขได้ง่ายมาก เพื่อทำให้ระบบหายใจล้มเหลวเป็นปกติ แพทย์จะสั่งยาขยายหลอดลมและยาอื่น ๆ หากภาวะขาดออกซิเจนเกิดขึ้นในรูปแบบที่รุนแรง เช่น สูญเสียการประสานงานของมนุษย์หรือแม้กระทั่งอาการโคม่าทำให้การรักษามีความซับซ้อนมากขึ้น

หากตรวจพบอาการขาดออกซิเจนก็เป็นสิ่งสำคัญ ปรึกษาแพทย์ทันทีและอย่ารักษาตัวเองเนื่องจากการใช้ยาบางชนิดขึ้นอยู่กับสาเหตุของความผิดปกติ ช่วยในกรณีที่ไม่รุนแรง การรักษาด้วยหน้ากากออกซิเจนและหมอน ภาวะขาดออกซิเจนในเลือดต้องได้รับการถ่ายเลือด และการแก้ไขสาเหตุที่เป็นวงกลมสามารถทำได้เฉพาะกับการผ่าตัดหัวใจหรือหลอดเลือดเท่านั้น

การเดินทางอันเหลือเชื่อของออกซิเจนผ่านร่างกายของเรา

บทสรุป

ออกซิเจนเป็นสิ่งสำคัญที่สุด ส่วนประกอบอากาศโดยที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะดำเนินการหลายกระบวนการบนโลก องค์ประกอบของอากาศเปลี่ยนแปลงไปเป็นเวลานับหมื่นปีอันเนื่องมาจากกระบวนการวิวัฒนาการ แต่ปัจจุบัน ปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศสูงถึง ใน 21%- คุณภาพอากาศที่บุคคลหายใจเข้าไป ส่งผลต่อสุขภาพของเขาดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบความสะอาดในห้องและพยายามลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

ต่างจากดาวเคราะห์ที่ร้อนและเย็นในระบบสุริยะของเรา สภาพต่างๆ มีอยู่บนโลกที่เอื้อให้เกิดสิ่งมีชีวิตในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง เงื่อนไขหลักประการหนึ่งคือองค์ประกอบของบรรยากาศซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีโอกาสหายใจได้อย่างอิสระและปกป้องพวกมันจากรังสีอันตรายที่ครอบงำในอวกาศ

บรรยากาศประกอบด้วยอะไรบ้าง?

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด โดยทั่วไปซึ่งตรงบริเวณ 77% ก๊าซซึ่งสิ่งมีชีวิตบนโลกคิดไม่ถึงจะมีปริมาตรน้อยกว่ามาก ปริมาณออกซิเจนในอากาศเท่ากับ 21% ของปริมาตรบรรยากาศทั้งหมด 2% สุดท้ายเป็นส่วนผสมของก๊าซต่างๆ ได้แก่ อาร์กอน ฮีเลียม นีออน คริปทอน และอื่นๆ

ชั้นบรรยากาศของโลกสูงขึ้นถึงความสูง 8,000 กม. อากาศที่เหมาะสมสำหรับการหายใจจะพบได้เฉพาะในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งสูงถึง 8 กม. ที่ขั้วโลก และ 16 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น อากาศจะบางลงและขาดออกซิเจนมากขึ้น หากต้องการพิจารณาว่าปริมาณออกซิเจนในอากาศอยู่ที่ระดับความสูงต่างๆ เท่าใด เราจะมายกตัวอย่างกัน ที่ยอดเขาเอเวอเรสต์ (ความสูง 8848 ม.) อากาศกักเก็บก๊าซนี้น้อยกว่าระดับน้ำทะเลถึง 3 เท่า ดังนั้นผู้พิชิตยอดเขาสูง - นักปีนเขา - สามารถปีนขึ้นไปถึงยอดเขาได้โดยใช้หน้ากากออกซิเจนเท่านั้น

ออกซิเจนเป็นเงื่อนไขหลักในการอยู่รอดบนโลก

ในช่วงเริ่มต้นของการดำรงอยู่ของโลก อากาศที่ล้อมรอบโลกไม่มีก๊าซนี้อยู่ในองค์ประกอบ ซึ่งค่อนข้างเหมาะสมกับชีวิตของโปรโตซัวซึ่งเป็นโมเลกุลเซลล์เดียวที่ว่ายอยู่ในมหาสมุทร พวกเขาไม่ต้องการออกซิเจน กระบวนการนี้เริ่มต้นเมื่อประมาณ 2 ล้านปีก่อน เมื่อสิ่งมีชีวิตตัวแรกซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงเริ่มปล่อยก๊าซนี้ในปริมาณเล็กน้อยซึ่งได้มาจากปฏิกิริยาเคมีออกสู่มหาสมุทรก่อนแล้วจึงออกสู่ชั้นบรรยากาศ . สิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการมาบนโลกและมีรูปแบบที่หลากหลาย ซึ่งส่วนใหญ่ไม่รอดมาจนถึงยุคปัจจุบัน ในที่สุดสิ่งมีชีวิตบางชนิดก็ปรับตัวเข้ากับการอยู่ร่วมกับก๊าซชนิดใหม่ได้

พวกเขาเรียนรู้ที่จะควบคุมพลังของมันอย่างปลอดภัยภายในเซลล์ โดยที่มันทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานในการดึงพลังงานจากอาหาร การใช้ออกซิเจนวิธีนี้เรียกว่าการหายใจ และเราทำทุกๆ วินาที การหายใจทำให้สิ่งมีชีวิตและผู้คนที่ซับซ้อนมากขึ้นเกิดขึ้นได้ เป็นเวลาหลายล้านปีที่ปริมาณออกซิเจนในอากาศเพิ่มสูงขึ้นถึงระดับปัจจุบัน - ประมาณ 21% การสะสมของก๊าซนี้ในชั้นบรรยากาศมีส่วนทำให้เกิดชั้นโอโซนที่ระดับความสูง 8-30 กม. จากพื้นผิวโลก ในขณะเดียวกัน ดาวเคราะห์ก็ได้รับการปกป้องจากอันตรายของรังสีอัลตราไวโอเลต วิวัฒนาการเพิ่มเติมของรูปแบบสิ่งมีชีวิตบนน้ำและพื้นดินเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เพิ่มขึ้น

ชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจน

แม้ว่าสิ่งมีชีวิตบางชนิดจะปรับตัวเข้ากับระดับที่เพิ่มขึ้นของก๊าซที่ปล่อยออกมา แต่สิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายที่สุดหลายรูปแบบที่มีอยู่บนโลกก็หายไป สิ่งมีชีวิตอื่นๆ รอดจากการซ่อนตัวจากออกซิเจน ปัจจุบันบางส่วนอาศัยอยู่ในรากของพืชตระกูลถั่วโดยใช้ไนโตรเจนจากอากาศเพื่อสร้างกรดอะมิโนให้กับพืช โรคโบทูลิซึมจากสิ่งมีชีวิตร้ายแรงเป็นผู้ลี้ภัยจากออกซิเจนอีกรายหนึ่ง สามารถอยู่รอดได้ง่ายในอาหารกระป๋องบรรจุสุญญากาศ

ระดับออกซิเจนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตคืออะไร?

ทารกที่คลอดก่อนกำหนดซึ่งปอดยังเปิดหายใจได้ไม่เต็มที่ สุดท้ายจะต้องอยู่ในตู้อบแบบพิเศษ ในนั้นปริมาณออกซิเจนในอากาศจะสูงขึ้นตามปริมาตรและแทนที่จะเป็น 21% ปกติระดับจะตั้งไว้ที่ 30-40% ทารกที่มีปัญหาการหายใจรุนแรงจะถูกล้อมรอบด้วยอากาศที่มีระดับออกซิเจน 100 เปอร์เซ็นต์ เพื่อป้องกันความเสียหายต่อสมองของเด็ก การอยู่ในสถานการณ์เช่นนี้จะช่วยเพิ่มระบบการให้ออกซิเจนของเนื้อเยื่อที่อยู่ในภาวะขาดออกซิเจนและทำให้การทำงานที่สำคัญเป็นปกติ แต่สิ่งที่ลอยอยู่ในอากาศมากเกินไปก็อันตรายพอๆ กับน้อยเกินไป ออกซิเจนในเลือดที่มากเกินไปของเด็กอาจทำลายหลอดเลือดในดวงตาและทำให้สูญเสียการมองเห็น นี่แสดงให้เห็นถึงความเป็นคู่ของคุณสมบัติของก๊าซ เราต้องหายใจเข้าไปเพื่อที่จะมีชีวิตอยู่ แต่บางครั้งส่วนเกินก็อาจกลายเป็นพิษต่อร่างกายได้

กระบวนการออกซิเดชั่น

เมื่อออกซิเจนรวมตัวกับไฮโดรเจนหรือคาร์บอน จะเกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่าออกซิเดชัน กระบวนการนี้ทำให้โมเลกุลอินทรีย์ที่เป็นพื้นฐานของชีวิตสลายตัว ในร่างกายมนุษย์เกิดออกซิเดชันดังนี้ เซลล์เม็ดเลือดแดงรวบรวมออกซิเจนจากปอดและนำพาไปทั่วร่างกาย มีกระบวนการทำลายโมเลกุลของอาหารที่เรากินเข้าไป กระบวนการนี้จะปล่อยพลังงาน น้ำ และทิ้งคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ ส่วนหลังถูกขับออกโดยเซลล์เม็ดเลือดกลับเข้าไปในปอด และเราจะหายใจออกสู่อากาศ บุคคลอาจหายใจไม่ออกหากไม่สามารถหายใจได้นานกว่า 5 นาที

ลมหายใจ

ลองพิจารณาปริมาณออกซิเจนในอากาศที่สูดเข้าไป อากาศในบรรยากาศที่เข้าสู่ปอดจากภายนอกระหว่างการหายใจเข้าเรียกว่าอากาศหายใจเข้า และอากาศที่ออกมาทางระบบทางเดินหายใจระหว่างการหายใจออกเรียกว่าอากาศหายใจออก

มันเป็นส่วนผสมของอากาศที่เติมถุงลมเข้าไปในทางเดินหายใจ องค์ประกอบทางเคมีของอากาศที่บุคคลที่มีสุขภาพดีหายใจเข้าและหายใจออกภายใต้สภาวะทางธรรมชาติแทบไม่เปลี่ยนแปลงและแสดงเป็นตัวเลขต่อไปนี้

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบหลักของอากาศตลอดชีวิต การเปลี่ยนแปลงปริมาณก๊าซนี้ในบรรยากาศมีน้อย หากปริมาณออกซิเจนในอากาศใกล้ทะเลสูงถึง 20.99% แม้แต่ในอากาศที่มีมลพิษสูงในเมืองอุตสาหกรรม ระดับของมันก็ไม่ลดลงต่ำกว่า 20.5% การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวไม่เปิดเผยผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ การรบกวนทางสรีรวิทยาเกิดขึ้นเมื่อเปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนในอากาศลดลงเหลือ 16-17% ในกรณีนี้มีสิ่งที่ชัดเจนที่ทำให้กิจกรรมที่สำคัญลดลงอย่างรวดเร็วและเมื่อปริมาณออกซิเจนในอากาศอยู่ที่ 7-8% ก็อาจเสียชีวิตได้

บรรยากาศในยุคต่างๆ

องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการมาโดยตลอด ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน เนื่องจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ มีการสังเกตการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของระดับออกซิเจน และส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระบบชีวภาพ ประมาณ 300 ล้านปีก่อน ปริมาณของมันในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นเป็น 35% และโลกก็ถูกอาณานิคมโดยแมลงขนาดมหึมา การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดของสิ่งมีชีวิตในประวัติศาสตร์โลกเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 250 ล้านปีก่อน ในระหว่างนั้นมากกว่า 90% ของชาวมหาสมุทรและ 75% ของชาวแผ่นดินเสียชีวิต การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่รุ่นหนึ่งบอกว่าผู้กระทำผิดคือระดับออกซิเจนในอากาศต่ำ ปริมาณของก๊าซนี้ลดลงเหลือ 12% และอยู่ในชั้นล่างของบรรยากาศจนถึงระดับความสูง 5300 เมตร ในยุคของเรา ปริมาณออกซิเจนในอากาศในบรรยากาศสูงถึง 20.9% ซึ่งต่ำกว่า 800,000 ปีก่อน 0.7% ตัวเลขเหล่านี้ได้รับการยืนยันโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ซึ่งตรวจสอบตัวอย่างน้ำแข็งกรีนแลนด์และแอตแลนติกที่ก่อตัวในเวลานั้น น้ำที่แช่แข็งจะกักเก็บฟองอากาศไว้ และข้อเท็จจริงข้อนี้ช่วยคำนวณระดับออกซิเจนในบรรยากาศ

อะไรเป็นตัวกำหนดระดับของมันในอากาศ?

การดูดกลืนแสงจากชั้นบรรยากาศอาจเกิดจากการเคลื่อนตัวของธารน้ำแข็ง ขณะที่พวกมันเคลื่อนตัวออกไป พวกมันเผยให้เห็นพื้นที่ขนาดยักษ์ของชั้นอินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจน อีกเหตุผลหนึ่งอาจเป็นเพราะการระบายความร้อนของน้ำในมหาสมุทรโลก: แบคทีเรียที่อุณหภูมิต่ำกว่าจะดูดซับออกซิเจนได้มากขึ้น นักวิจัยยืนยันว่าการก้าวกระโดดทางอุตสาหกรรมและการเผาไหม้เชื้อเพลิงจำนวนมหาศาลไม่ได้ส่งผลกระทบใดเป็นพิเศษ มหาสมุทรของโลกเย็นตัวลงเป็นเวลา 15 ล้านปี และปริมาณสารอาหารที่สำคัญในชั้นบรรยากาศก็ลดลง โดยไม่คำนึงถึงผลกระทบของมนุษย์ อาจมีกระบวนการทางธรรมชาติบางอย่างเกิดขึ้นบนโลกซึ่งทำให้การใช้ออกซิเจนสูงกว่าการผลิต

ผลกระทบของมนุษย์ต่อองค์ประกอบของบรรยากาศ

เรามาพูดถึงอิทธิพลของมนุษย์ที่มีต่อองค์ประกอบของอากาศกันดีกว่า ระดับที่เรามีในปัจจุบันนี้เหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิต โดยมีปริมาณออกซิเจนในอากาศอยู่ที่ 21% ความสมดุลของมันและก๊าซอื่นๆ ถูกกำหนดโดยวงจรชีวิตในธรรมชาติ สัตว์ต่างๆ หายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์ พืชใช้มัน และปล่อยออกซิเจน

แต่ไม่มีการรับประกันว่าระดับนี้จะคงที่เสมอไป ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศเพิ่มมากขึ้น นี่เป็นเพราะการใช้เชื้อเพลิงของมนุษย์ และอย่างที่คุณทราบมันถูกสร้างขึ้นจากฟอสซิลที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์และคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่อากาศ ในขณะเดียวกัน ต้นไม้ที่ใหญ่ที่สุดในโลกของเรากำลังถูกทำลายในอัตราที่เพิ่มขึ้น เพียงนาทีเดียว ป่าหลายกิโลเมตรก็หายไป ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนบางส่วนในอากาศค่อยๆ ลดลง และนักวิทยาศาสตร์ก็ส่งเสียงสัญญาณเตือนภัยแล้ว ชั้นบรรยากาศของโลกไม่ใช่คลังเก็บของที่ไร้ขีดจำกัด และออกซิเจนไม่ได้เข้ามาจากภายนอก ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องพร้อมกับการพัฒนาของโลก เราต้องจำไว้เสมอว่าก๊าซนี้ผลิตโดยพืชในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงผ่านการบริโภคคาร์บอนไดออกไซด์ และการลดลงอย่างมีนัยสำคัญของพืชพรรณในรูปแบบของการทำลายป่าจะช่วยลดการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของออกซิเจนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งจะรบกวนความสมดุลของมัน

อากาศบรรยากาศซึ่งบุคคลสูดดมขณะกลางแจ้ง (หรือในห้องที่มีการระบายอากาศดี) ประกอบด้วยออกซิเจน 20.94% คาร์บอนไดออกไซด์ 0.03% ไนโตรเจน 79.03% ในพื้นที่ปิดซึ่งเต็มไปด้วยผู้คน เปอร์เซ็นต์คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศอาจสูงขึ้นเล็กน้อย

อากาศที่หายใจออกประกอบด้วยออกซิเจนโดยเฉลี่ย 16.3% คาร์บอนไดออกไซด์ 4% ไนโตรเจน 79.7% (ตัวเลขเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอากาศแห้งนั่นคือลบไอน้ำซึ่งจะอิ่มตัวเสมอในอากาศที่หายใจออก)

องค์ประกอบของอากาศที่หายใจออกไม่แน่นอนมาก; ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของการเผาผลาญของร่างกายและปริมาตรของการช่วยหายใจในปอด มันคุ้มค่าที่จะทำการหายใจเข้าลึก ๆ หลายครั้งหรือในทางกลับกันให้กลั้นหายใจเพื่อให้องค์ประกอบของอากาศที่หายใจออกเปลี่ยนไป

ไนโตรเจนไม่ได้มีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนก๊าซ แต่เปอร์เซ็นต์ของไนโตรเจนในอากาศที่มองเห็นนั้นสูงกว่าอากาศที่สูดเข้าไปหลายสิบเปอร์เซ็นต์ ความจริงก็คือปริมาตรของอากาศที่หายใจออกนั้นน้อยกว่าปริมาตรของอากาศที่หายใจเข้าไปเล็กน้อยดังนั้นปริมาณไนโตรเจนที่เท่ากันซึ่งกระจายในปริมาตรที่น้อยกว่าจึงให้เปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่า ปริมาตรอากาศหายใจออกที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับปริมาตรอากาศหายใจเข้านั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยออกมาน้อยกว่าออกซิเจนที่ถูกดูดซับเล็กน้อย (ส่วนหนึ่งของออกซิเจนที่ดูดซับจะถูกใช้ในร่างกายเพื่อหมุนเวียนสารประกอบที่ถูกขับออกจากร่างกายใน ปัสสาวะและเหงื่อ)

ถุงลมแตกต่างจากการหายใจออกโดยมีเปอร์เซ็นต์ไม่เป็นกรดมากกว่าและมีเปอร์เซ็นต์ออกซิเจนน้อยกว่า โดยเฉลี่ยองค์ประกอบของถุงลมมีดังนี้: ออกซิเจน 14.2-14.0%, คาร์บอนไดออกไซด์ 5.5-5.7%, ไนโตรเจนประมาณ 80%

คำนิยาม องค์ประกอบของอากาศในถุงลมสำคัญต่อการทำความเข้าใจกลไกการแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด โฮลเดนเสนอวิธีการง่ายๆ ในการกำหนดองค์ประกอบของอากาศในถุงลม หลังจากการหายใจเข้าตามปกติ ผู้ถูกทดสอบจะหายใจออกลึกที่สุดเท่าที่จะทำได้ผ่านท่อยาว 1-1.2 ม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. ส่วนแรกของอากาศที่หายใจออกออกทางท่อจะมีอากาศจากพื้นที่ที่เป็นอันตราย ส่วนสุดท้ายที่เหลืออยู่ในท่อจะมีถุงลมอยู่ สำหรับการวิเคราะห์ อากาศจะถูกดูดเข้าไปในตัวรับก๊าซจากส่วนของท่อที่อยู่ใกล้กับปากมากที่สุด

องค์ประกอบของอากาศในถุงจะแตกต่างกันบ้าง ขึ้นอยู่กับว่าตัวอย่างอากาศถูกนำไปวิเคราะห์ที่ระดับสูงสุดของการหายใจเข้าหรือการหมดอายุ หากคุณหายใจออกอย่างรวดเร็ว สั้น ๆ และไม่สมบูรณ์เมื่อสิ้นสุดการหายใจเข้าตามปกติ ตัวอย่างอากาศจะสะท้อนองค์ประกอบของอากาศในถุงหลังจากที่ปอดเต็มไปด้วยอากาศสำหรับหายใจ เช่น ระหว่างหายใจเข้า หากคุณหายใจออกลึกๆ หลังจากหายใจออกตามปกติ ตัวอย่างจะสะท้อนถึงองค์ประกอบของอากาศในถุงลมในระหว่างการหายใจออก เห็นได้ชัดว่าในกรณีแรก เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนไดออกไซด์จะน้อยลงเล็กน้อย และเปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนจะสูงกว่าครั้งที่สองเล็กน้อย สิ่งนี้สามารถเห็นได้จากผลการทดลองของโฮลเดนซึ่งพบว่าเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศในถุงลมเมื่อสิ้นสุดแรงบันดาลใจอยู่ที่ 5.54 และเมื่อสิ้นสุดการหายใจออก - 5.72

ดังนั้นจึงมีความแตกต่างกันเล็กน้อยในปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศในถุงระหว่างการหายใจเข้าและหายใจออก: เพียง 0.2-0.3% สิ่งนี้อธิบายได้เป็นส่วนใหญ่จากข้อเท็จจริงที่ว่าในระหว่างการหายใจปกติดังที่กล่าวไว้ข้างต้นปริมาตรอากาศในถุงลมในปอดเพียง 1/7 เท่านั้นที่ได้รับการต่ออายุ ความคงที่สัมพัทธ์ขององค์ประกอบของอากาศในถุงมีความสำคัญทางสรีรวิทยาอย่างมาก ดังที่จะอธิบายด้านล่าง

การแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด - การแลกเปลี่ยนก๊าซโดยการแพร่กระจายระหว่างถุงลมและเลือด กระบวนการชุดนี้เกิดขึ้นในถุงลมและองค์ประกอบของโซนการเปลี่ยนแปลงของระบบทางเดินหายใจที่อยู่ใกล้ที่สุด: หลอดลม, ถุงลม

องค์ประกอบของอากาศในบรรยากาศประกอบด้วยออกซิเจนเกือบ 21% ไนโตรเจนประมาณ 79% คาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 0.03% ไอน้ำจำนวนเล็กน้อยและก๊าซเฉื่อย นี่คืออากาศที่เราหายใจเข้าไป และเรียกว่า สูดดมอากาศที่เราหายใจออกเรียกว่า หายใจออกองค์ประกอบของมันแตกต่างจากอากาศหายใจเข้า: ออกซิเจน 16.3%, ไนโตรเจนประมาณ 79%, คาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 4% เป็นต้น ปริมาณออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่แตกต่างกันในอากาศหายใจเข้าและหายใจออกอธิบายได้ด้วยการแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด

การแลกเปลี่ยนก๊าซในปอดเกิดขึ้นเมื่อ การแพร่กระจายก๊าซผ่านผนังถุงลมและเส้นเลือดฝอยเนื่องจากความแตกต่างระหว่าง แรงกดดันบางส่วน O2 และ CO2 ในถุงลมและเลือด

ความดันบางส่วนของ O2 และ CO2 ในถุงลมและเลือด

สำหรับการแลกเปลี่ยนก๊าซอย่างรวดเร็วในปอด ความแตกต่างระหว่างความดันบางส่วนของก๊าซในอากาศถุงและความตึงเครียดในเลือดคือประมาณ 70 มม. ปรอทสำหรับ O2 เซนต์สำหรับ CO2 - ประมาณ 7 มม. ปรอท ศิลปะ.

การขนส่งก๊าซ- การถ่ายโอน O2 โดยเลือดจากปอดไปยังเซลล์ และ CO2 จากเซลล์ไปยังปอด

ขั้นตอนนี้ดำเนินการโดยระบบไหลเวียนโลหิตและยานพาหนะคือเลือด ค่าสัมประสิทธิ์การละลายของก๊าซทางเดินหายใจแตกต่างกัน (O2 - 0.022, CO2 - 0.53) ดังนั้นจึงขนส่งต่างกัน การขนส่งออกซิเจนจัดทำโดยตัวพาออกซิเจนหลัก - ฮีโมโกลบินในเลือด และส่วนเล็ก ๆ ของ 02 จะถูกละลายในพลาสมา โมเลกุลของฮีโมโกลบินประกอบด้วยโกลบิน 1 โมเลกุลและฮีม 4 โมเลกุล ซึ่งแต่ละโมเลกุลมีอะตอมของเหล็กไดวาเลนต์ 1 อะตอม จับกับโมเลกุลออกซิเจน 1 โมเลกุล: Hb + 4O2 = HbO8 การเติมออกซิเจนให้กับเฮโมโกลบินเพื่อสร้างออกซีเฮโมโกลบินเกิดขึ้นที่ความดันย่อย 70-73 mmHg ศิลปะ. เฮโมโกลบิน 1 กรัมสามารถเติมได้ 1.34 มล. ออกซิเจน สำหรับ การขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์มีสามวิธีในการถ่ายโอนคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด: 1) ในสถานะละลาย - 5%; 2) ในรูปของคาร์โบฮีโมโกลบิน - 10-20%; 3) ในรูปของคาร์บอเนต (ส่วนใหญ่เป็นโซเดียมและโพแทสเซียมไบคาร์บอเนต) - 85%

การแลกเปลี่ยนก๊าซในเนื้อเยื่อ -การแลกเปลี่ยนก๊าซโดยการแพร่กระจายระหว่างเลือดและเนื้อเยื่อในเส้นเลือดฝอย ขั้นตอนนี้เกิดจากความตึงเครียดของก๊าซในเลือดและเนื้อเยื่อ (สำหรับ O2 - ประมาณ 70 มม. ปรอทสำหรับ CO2 - ประมาณ 7 มม. ปรอท) และเกิดขึ้นเนื่องจากการแพร่กระจายด้วย ในเนื้อเยื่อ ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าจะถูกรักษาไว้โดยกระบวนการออกซิเดชันทางชีวภาพอย่างต่อเนื่อง

การหายใจของเนื้อเยื่อ- การใช้ 02 ต่อเซลล์และการปล่อย CO2 นี่เป็นกระบวนการเอนไซม์หลายขั้นตอนในการใช้ออกซิเจนโดยเซลล์เพื่อออกซิไดซ์สารประกอบอินทรีย์เพื่อสร้าง CO2 และ H2O และผลิตพลังงานตลอดชีวิต ในเซลล์ ออกซิเจนจะถูกส่งไปยังไมโตคอนเดรีย ซึ่งเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารประกอบอินทรีย์และการสังเคราะห์ ATP การหายใจระดับเซลล์ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดมากขึ้นโดยชีวเคมี

ตัวชี้วัดการหายใจขั้นพื้นฐาน

มีตัวบ่งชี้หลายประการที่ระบุลักษณะการทำงานของปอด โดยวัดโดยใช้อุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่าสไปโรมิเตอร์ โดยพื้นฐานแล้ว ความสามารถสำคัญของปอด (VC) จะถูกกำหนดไว้ ความจุที่สำคัญของปอด- นี่คือปริมาตรอากาศที่ใหญ่ที่สุดที่บุคคลสามารถหายใจออกได้หลังจากหายใจเข้าลึกที่สุด ตัวบ่งชี้นี้ประกอบด้วยวอลุ่มต่อไปนี้:

1) ปริมาณน้ำขึ้นน้ำลง (ถึง ) - ปริมาณอากาศที่บุคคลหายใจเข้าและหายใจออกระหว่างการหายใจเงียบ ๆ (ประมาณ 500 มล.)

2) ปริมาณเพิ่มเติม (ทีอาร์พี), หรือ ปริมาณสำรองลมหายใจ -ปริมาณอากาศสูงสุดที่สามารถสูดเข้าไปได้หลังจากสิ้นสุดลมหายใจอันเงียบสงบ (ประมาณ 1,500-2,000 มล.)

3) ปริมาณสำรองลมหายใจออก (ร ) - ปริมาณอากาศสูงสุดที่หายใจออกหลังจากหายใจออกอย่างเงียบ ๆ (1,000-1500 มล.)

ความจุที่สำคัญ = ถึง(0.5 ลิตร) + ทีอาร์พี(1.5-2 ลิตร) + ร(1.5 ลิตร) = 3.5-4 ลิตร

โดยปกติ ความจุชีวิตจะอยู่ที่ประมาณ 3/4 ของความจุปอดทั้งหมด และเป็นตัวกำหนดปริมาตรสูงสุดที่บุคคลสามารถเปลี่ยนความลึกของการหายใจได้ วีซีขึ้นอยู่กับ อายุ(ลดลงตามอายุซึ่งอธิบายได้จากความยืดหยุ่นของปอดลดลง) เพศ (วีผู้หญิง - 3-3.5 ลิตร ผู้ชาย - 3.5-4.8 ลิตร) การพัฒนาทางกายภาพ(ในผู้ที่ได้รับการฝึกฝนทางร่างกาย - 6 -7 ลิตร) ตำแหน่งของร่างกาย(มากกว่าเล็กน้อยในตำแหน่งแนวตั้ง) การเจริญเติบโต(ในคนหนุ่มสาว การพึ่งพาอาศัยกันนี้แสดงโดยสูตร: ความจุชีวิต = 2.5 ×ความสูงเป็นเมตร) เป็นต้น

กันด้วย ปริมาณคงเหลือนั่นคือปริมาตรอากาศที่ยังคงอยู่ในปอดหลังจากหายใจออกลึก ๆ ทำให้เกิดความจุที่สำคัญ ความจุปอดทั้งหมด(สีเขียว).