Как происходит процесс дыхания у человека
Ошибочно думать, что процесс дыхания у человека происходит только в легких.
Его можно разделить на три основных этапа. Кислород, вдыхаемый легкими, поглощается кровью. Легкие представляют собой как бы губку, построенную из выростов в виде легочных пузырьков. Концевые части этих пузырьков носят название альвеол. Они оплетены густой сетью кровеносных сосудов. Общая поверхность легочных альвеол огромна. На этой большой поверхности и происходит соприкосновение кислорода с кровью.
Через тонкие стенки альвеол диффузией кислород проникает в кровеносные сосуды.
Далее наступает второй этап процесса дыхания. Кровь разносит кислород по всему телу и доставляет его тканям. Наконец, третий этап — клетки впитывают своей поверхностью принесенный к ним кислород и употребляют его на медленное горение, или окисление. В результате образуется углекислый газ. Кровь захватывает углекислый газ и уносит его в легкие, откуда он выделяется наружу при выдохе. Обычно процесс дыхания воспринимается только как ритмичное движение дыхательных органов.
Что же заставляет дыхательные органы — легкие — ритмично двигаться, всасывая воздух при расширении и выдыхая его при сжатии?
Дыхательные движения создаются специальными дыхательными мышцами. Эти мышцы, сокращаясь, вызывают уменьшение объема грудной клетки, а расширяясь, увеличивают его. За короткий промежуток времени между вдохом и выдохом в крови успевает произойти газовый обмен, то есть кровь отдает принесенный из организма углекислый газ и захватывает свежую порцию кислорода.
Сколько же воздуха поглощает человек при каждом вдохе?
В спокойном состоянии каждым вдохом человек вбирает в себя и выдыхает около 500 кубических сантиметров воздуха. Максимально сильным вдохом человек может вобрать в себя дополнительно 1500 кубических сантиметров воздуха. При глубоком выдохе, кроме обычных 500 кубических сантиметров, человек может отдать еще 1500 кубических сантиметров запасного воздуха.
Но легкие человека никогда не остаются пустыми, в них всегда содержится около 1500 кубических сантиметров остаточного газа.
Таким образом, если после максимального выдоха сделать сильный вдох, можно вобрать в себя до 3,5 литра воздуха. Добавив к этим 3,5 литра воздуха еще 1500 кубических сантиметров газа, которые остаются в легких даже при максимальном выдохе, получим общий объем газа, который может поместиться в легких человека.
Этот объем составляет около 5 литров.
В спокойном состоянии и при нормальных метеорологических условиях, когда температура воздуха держится в пределах 18—22° и относительная влажность составляет 40—70 процентов, человек может пропустить через свои легкие около 8 литров воздуха в минуту, то есть около 500 литров в час. При этом человеческий организм получает примерно 22 литра кислорода.
При выполнении тяжелой физической работы или при быстрых движениях дыхание у человека учащается и количество воздуха, пропускаемого через легкие, увеличивается в 10 и более раз. Так, например, спортсмены при беге или плавании вдыхают и выдыхают в минуту 120—130 литров воздуха; соответственно увеличивается и количество кислорода, получаемого организмом.
Источник: В. Медведовский. Кислород. Государственное Издательство Детской литературы Министерства Просвещения РСФСР. Ленинград. Москва. 1953
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Опишите процесс дыхания простейших. — Школьные Знания.com
Процесс дыхания состоит из ритмично повторяющихся вдохов и выдохов.
Свойства простых веществ, образованных атомами халькогенов. Процессы дыхания, горения и гниения связывают атмосферный кислород. Указанная выше реакция идет в обратном направлении с выделением теплоты. Сочетание процессов фотосинтеза и связывания кислорода составляет круговорот кислорода в природе.
Процесс дыхания можно разделить на две стадии: анаэробную, характерную для анаэробного дыхания и спиртового брожения, и аэробную, которая представляет собой аэробное дыхание.
Процесс дыхания заключается в том, что углеводы ( или белки, жиры и другие запасные вещества клетки) разлагаются, окисляясь кислородом воздуха, до углекислого газа и воды. Выделяющаяся при этом энергия расходуется на поддержание жизнедеятельности организмов, рост и размножение. Бактерии вследствие ничтожно малых размеров своего тела не могут накапливать значительного количества запасных веществ. Поэтому они используют в основном питательные соединения среды.
Процессы дыхания и брожения являются основными источниками энергии, необходимой микроорганизмам для нормальной жизнедеятельности, осуществления процессов синтеза важнейших органических соединений.
Процесс дыхания у термофильных микроорганизмов осуществляется гораздо интенсивней, чем у мезофилов. В лаборатории Л. Г. Логиновой был отмечен интересный факт, ранее не описанный в литературе. При ускорении процесса дыхания с повышением температуры культивирования в клетках термофильных микроорганизмов заметно увеличивалось количество цитохромов. Особенно значительно оно возрастало в клетках облигатно-термофильных бактерий Вас. При этой температуре количество цитохромов возросло примерно в 2 — 2 5 раза по сравнению с их количеством в клетках бактерий, выращенных при температуре 55 С.
Процесс дыхания также относится к явлениям окисления органических тел, но здесь действие происходит при особых условиях, под влиянием организма, и окислению подвергаются не одни вещества органические, но и вещества организованные. Таким образом, несмотря на химический характер процесса, рассматривание его не относится к настоящему предмету. Здесь рассмотрим те явления, при которых тело органическое, окисляясь чисто химическим путем, не утрачивает, однакож, совершенно своего органического характера.
Процесс дыхания включает три стадии [3, 7, 9]: 1) окислительное образование ацетил — КоА из пировиноградной кислоты, жирных кислот и аминокислот на второй стадии катаболизма углеводов, липидов, белков ( см. стр.
Свойства простых веществ, образованных атомами халькогенов. Процессы дыхания, горения и гниения связывают атмосферный кислород. Указанная выше реакция идет в обратном направлении с выделением теплоты. Сочетание процессов фотосинтеза и связывания кислорода составляет круговорот кислорода в природе.
Проведение искусственного дыхания по способу изо рта в рот через платок. Процесс дыхания состоит из ритмично повторяющихся вдохов и выдохов.
Процесс дыхания и его тип у растений характеризуется дыхательным коэффициентом. Он представляет собой отношение объема выделенного за определенное время углекислого газа к объему поглощенного за этот же промежуток времени кислорода ( — Q-2 -) и обозначается ДК.
What is Cellular Respiration? | Protocol (Translated to Russian)
8.1: Что такое клеточное дыхание?
Организмы получают энергию из пищи, но клетки не могут напрямую использовать эту энергию. Клетки преобразовывают энергию, запасенную в питательных веществах, в более удобную форму: аденозинтрифосфат (АТФ).
АТФ хранит энергию в химических связях, которые при необходимости могут быстро высвобождаться. Клетки производят энергию в виде АТФ в процессе клеточного дыхания. Хотя большая часть энергии клеточного дыхания выделяется в виде тепла, некоторая ее часть используется для производства АТФ.
Во время клеточного дыхания несколько окислительно-восстановительных (окислительно-восстановительных) реакций переносят электроны от органических молекул к другим молекулам. Здесь окисление относится к потере электронов и восстановлению до усиления электронов. Электронные переносчики NAD + и FAD & mdash; и их восстановленные формы, NADH & nbsp; и FADH 2 соответственно & mdash; необходимы для нескольких этапов клеточного дыхания.
Некоторые прокариоты используют анаэробное дыхание, для которого не требуется кислород. Большинство организмов используют аэробное (кислородное) дыхание, которое производит намного больше АТФ. При аэробном дыхании образуется АТФ, расщепляя глюкозу и кислород на углекислый газ и воду.
Как аэробное, так и анаэробное дыхание начинается с гликолиза, для которого не требуется кислород. Гликолиз расщепляет глюкозу на пируват с образованием АТФ. В отсутствие кислорода пируват ферментирует, производя НАД + для продолжения гликолиза. Важно отметить, что некоторые виды дрожжей используют спиртовое брожение. Мышечные клетки человека могут использовать молочнокислое брожение при недостатке кислорода. Анаэробное дыхание заканчивается брожением.
Однако аэробное дыхание продолжается с окислением пирувата. Окисление пирувата приводит к образованию ацетил-КоА, который входит в цикл лимонной кислоты. Цикл лимонной кислоты состоит из нескольких окислительно-восстановительных реакций, которые высвобождают энергию связи ацетил-КоА, производя АТФ и восстановленные переносчики электронов НАДН и ФАДН 2 .
На заключительном этапе клеточного дыхания, окислительном фосфорилировании, вырабатывается большая часть АТФ. НАДН и ФАДН 2 передают свои электроны через цепь переноса электронов. Цепь переноса электронов высвобождает энергию, которая используется для вытеснения протонов, создавая протонный градиент, который обеспечивает синтез АТФ.
Литература для дополнительного чтения
Lane, N. «Why are cells powered by proton gradients.» Nature Education 3(9):18 (2010). [Source]
Martin, W. & Mentel, M. The Origin of Mitochondria. Nature Education 3(9):58 (2010). [Source]
Дышите — не дышите. Что происходит с мозгом, когда мы задерживаем дыхание
Идея исследования, результаты которого опубликованы в European Journal of Applied Physiology, родилась из практической работы Ирины, тренера по фридайвингу — нырянию без акваланга. Спортсмены-фридайверы ныряют в бассейне или в море. На соревнованиях, задержав дыхание, они спокойно лежат, плывут как можно дальше или как можно глубже ныряют.«Рекорды мира фантастические — задержка дыхания более чем на 11 минут в покое, 200 метров в длину в бассейне и 217 метров в глубину. Но что происходит в это время в организме, еще до конца не изучено, долгосрочные эффекты тоже непонятны», — рассказала Ирина.
Стефан Мифсуд устанавливает мировой рекорд по задержке дыхания: 11 минут 35 секунд
Чем дольше длится задержка дыхания, тем больше накапливается в крови углекислого газа, а содержание кислорода снижается. Исследователи предположили, что в таких условиях работа головного мозга может измениться: снизится скорость реакций и мыслительных процессов, ухудшится внимание.
Долго ли можно не дышать
В исследовании сравнивали результаты двух групп испытуемых: 13 профессиональных фридайверов и девяти человек без специальной подготовки. Дольше всего задержал дыхание один из профессиональных фридрайверов — на 5 минут 45 секунд.
Считается, что обычный человек может не дышать около минуты, но в процессе исследования выяснилось, что это не так. Если заранее объяснить участнику, что его ждет и какие ощущения он будет испытывать, то время задержки дыхания можно увеличить, сняв психологический барьер. Благодаря этому в контрольной группе лучший результат был 4 минуты 23 секунды.
Тренировка фридайвера в бассейне. Фото: Elina Manninen/Shutterstock«Если знать, что происходит с организмом во время задержки дыхания, чего следует бояться, а чего нет, можно спокойно воспринимать неприятные ощущения и увеличить задержку дыхания до 2-3 минут. Пока не начнутся непроизвольные сокращения диафрагмы — рефлекторные позывы на вдох, опасаться нечего», — сказала Патриция Ратманова.
Что происходит при длительной задержке дыхания
Для того чтобы оценить работу мозга и состояние организма во время задержки дыхания, исследователи записывали электроэнцефалограмму, кардиограмму, давление крови, уровень содержания кислорода в крови и тканях головного мозга и другие показатели. Сразу после задержки дыхания испытуемым давали тест на внимание и зрительно-моторную координацию — корректурную пробу. Добровольцы получали лист с рядами букв, напечатанными в произвольном порядке. Их задачей было просматривать буквы и искать те, что были названы исследователями. Одну из заданных букв они должны были подчеркивать, другую — зачеркивать.
«Мы ожидали, что работа мозга ухудшится, а все оказалось совершенно не так. Мозговая активность не менялась, внимание не снижалось — никаких негативных изменений мы не обнаружили, даже при длительных задержках дыхания», — рассказала Патриция.
Ученые предположили, что у человека, как и у морских млекопитающих (китов, дельфинов, тюленей), запускается так называемый «нырятельный рефлекс». Он направлен на то, чтобы защитить головной мозг и сердце от нехватки кислорода.
Испытуемый контрольной группы во время проведения исследования в лаборатории физиологии мышечной деятельности Института медико-биологических проблем РАН. Фото предоставлено Патрицией РатмановойВо время «нырятельного рефлекса» на периферии тела сужаются сосуды, что уменьшает приток крови к мышцам и потребление кислорода, повышается давление крови и замедляется ритм сердца. В результате кровь в основном поступает к сердцу и мозгу. В мозге сосуды, наоборот, расширяются, усиливается кровоток и снабжение клеток мозга кислородом. В результате работа мозга при задержке дыхания не страдает.
Медитация и холотропное дыхание
Тем не менее дыхательные упражнения могут влиять на работу мозга, иногда это влияние положительно, иногда — опасно.
«Техники, которые используются в медитациях, как правило, связаны с замедлением дыхательного ритма или с непродолжительными задержками дыхания. Их главная задача — помочь человеку сконцентрироваться на ощущениях собственного тела, отвлечься от внешних раздражителей. Вреда от таких дыхательных упражнений нет», — объяснила Патриция.
Опасна может быть гипервентиляция, которая, например, лежит в основе холотропного дыхания.
«Когда мы глубоко и ритмично дышим, то у нас из крови вымывается углекислый газ. Организм реагирует на это рефлекторным сужением сосудов. В результате, несмотря на глубокое дыхание, возникает так называемая церебральная гипоксия — нехватка кислорода в головном мозге», — сказала исследователь.
У некоторых людей это может спровоцировать приступ эпилепсии. «Есть те, кто предрасположен к эпилепсии и даже не подозревает об этом. Такие люди могут всю жизнь прожить без единого приступа, если не спровоцировать его гипервентиляцией. А после того, как эпилепсия проявится в первый раз, приступы могут повторяться», — предупредила ученый.
Екатерина Боровикова
Процесс дыхания — Справочник химика 21
Процессы дыхания, горения и гниения связывают атмосферный кислород. Указанная выше реакция идет в обратном направлении с выделением теплоты. Сочетание процессов фотосинтеза и связывания кислорода составляет круговорот кислорода в природе. [c.110]
Окислительно-восстановительные реакции играют важную роль в природе и технике. В качестве примеров окислительно-восстано-вительных процессов, протекающих в природных биологических системах, можно привести реакцию фотосинтеза у растений и процессы дыхания у животных и человека. Процессы горения топлива, протекающие в топках парогенераторов тепловых электростанций и в двигателях внутреннего сгорания, являются примером окислительновосстановительных реакций.
Основная химическая реакция, доставляющая животным организмам необходимую ин для жизни энергию, осуществляется в процессе дыхания и протекает по простой суммарной схеме [c.571]
Лавуазье определил с химической точки зрения жизнь, как медленное горение. Подтвердите это, составив и сравнив словесные схемы реакций, происходящих при сгорании в воздухе обычных горючих веществ и в нашем организме в процессе дыхания. [c.65]
Процесс дыхания лри окислении глюкозы складывается из следующих этапов [c.261]
Не мепее важно значение воды и в жизни растений. Содержание воды влияет на направленность действия ферментов, на интенсивность транспирации, фотосинтеза, дыхания, ростовых процессов и т. п. Количество воды в растении обусловливает скорость тех или иных биологических процессов. Так, интенсивность дыхания зерновых находится в прямой зависимости от содержания влаги в семенах. Опыт показывает, что вначале увеличение влажности повышает интенсивность процесса дыхания на сравнительно незначительную величину. Затем, начиная примерно с 14%, повышение влажности на 1% увеличивает интенсивность дыхания на 150%, а последующее ее увеличение повышает интенсивность дыхания на несколько сот процентов. Иными словами, чем выше содержание воды в зерне, тем интенсивнее процесс дыхания. [c.46]
За эту секунду в процессе дыхания легкие выделят 600 ООО молекул диоксида углерода. Также за одну секунду фермент, содержащийся в слюне, [c.442]
Действительно, общий цикл обмена веществом и энергией для живых организмов можно упрощенно представить как инициирующее этот цикл образование сложных молекул типа углеводов из СО2 и воды в ходе фотосинтеза растений с последующей деградацией продуктов фотосинтеза вновь до СО2 и воды в процессах дыхания в рассматриваемом организме. При этом уменьшение энтропии происходит только в момент электронного возбуждения молекулы хлорофилла за счет поглощения фотосинтезирующими организмами носителей чистой свободной энергии — квантов солнечного света, в результате чего становится возможным протекание первичных фотосинтетических реакций образования энергоемких веществ. Все происходящие далее биохимические процессы носят необратимый характер и идут только с увеличением [c.297]
Роль кислорода в природе и его применение в технике. При участии кислорода совершается один из важнейших жизненных процессов—дыхание. Окисление кислородом углеводов, жиров и белков служит источником энергии живых организмов. В организме человека содержание кислорода составляет 61% от массы тела. В виде различных соединений он входит в состав всех органов, тканей, биологических жидкостей. Человек вдыхает в сутки 20—30 м воздуха. [c.199]
В чем сущность процессов дыхания, горения, гниения, коррозии Напишите урзвнения соответствующих реакций. Укажите условия их протекания. [c.116]
Таким образом осуществляется замкнутый процесс дыхания, полностью изолированный от внешней среды. [c.120]
Окислительно-восстановительные реакции имеют большое теоретическое и практическое значение. Эти процессы обусловливают многие явления, имеющие место в химии, биологии и технике. Например, явления окисления — восстановления лежат в основе процессов дыхания и горения, получения металлов из руд, коррозии металлов, электрохимических покрытий и т. д. [c.103]
Кисло]юд играет исключительно важную роль в природе. При участии кислорода совершается один из важнейших жизненных процессов — дыхание. Важное значение имеет н другой процесс, в котором участвует кислород,— тление и гниение погибших животных и растений при этом сложные органические вещества превращаются в более простые (в конечном результате в СОг, воду и [c.377]
TH, металлов и кислот), электрохимические процессы, дыхание, фотосинтез. [c.203]
Атмосфера — естественная внешняя газообразная оболочка Земли, которая обеспечивает физиологические процессы дыхания, регулирует интенсивность солнечной радиации, служит источником атмосферной влаги и средой, поглощающей газообразные продукты жизнедеятельности живых организмов. Поэтому состав, температура, характер перемещения воздушных масс в атмосфере являются необходимыми условиями существования на Земле живой материи. Воздействие промышленного производства на атмосферу приводит к изменению ее состояния загрязнению вредными веществами, шумами и электромагнитными излучениями, снижению количества кислорода, разрушению озонового слоя. [c.8]
В процессе дыхания микробы, как и высшие организмы, получают энергию, необходимую для роста, размножения и движения. Следовательно, все жизненные процессы в их теле совершаются [c.260]
Гуминовые кислоты как окислительно-восстановительная система близки йо свойствам веществам, определяющим протекание процессов дыхания и фотосинтеза в растительной клетке. Они также проявляют ярко выраженную биологическую активность. Под биологической активностью понимают способность вещества усиливать процессы вегетации (роста) растений. [c.24]
Кислород играет исключительно важную роль в природе. При участии кислорода совершается один из важнейших жизненных процессов — дыхание. Важное значение имеет и другой процесс, в котором участвует кислород, — тление и гниение погибших животных и растений при этом сложные органические вещества превращаются в более простые (в конечном результате в СО2, воду и азот), а последние вновь вступают в общий круговорот веществ в природе. [c.455]
Для того, чтобы давление или вакуум в резервуаре не превышали допустимого значения, его снабжают клапанами, регулирующими процесс дыхания резервуара. [c.27]
Опыт 41. Каталитическое сгорание органического вещества на активированном угле при низких температурах (моделирование процесса дыхания по Варбургу) [c.95]
Накоплению углекислого газа в атмосфере способствуют также процессы дыхания живых организмов и сжигания топлива. С другой стороны, вследствие относительно малой растворимости карбонатов кальция и магния, которыми богата морская вода, происходит постоянное связывание углекислоты атмосферы в толщах карбонатных пород морского дна [c.100]
В 100 объемах воды растворяется при 0°С около пяти объемов кислорода, при 20 °С — около трех. Воды гидросферы содержат 1,5 X X 10 г растворенного кислорода. Растворимость его в воде имеет громадное значение для жизни, так как служащий источником энергии живых организмов процесс дыхания осуществляется с участием растворенного кислорода. [c.48]
Кислород играет исключительно важную роль в жизни человека и животных. С кислородом связан важнейший процесс — дыхание. Недостаток кислорода в воздухе существенно сказывается на деятельности человека. Так, при уменьшении его содержания в воздухе до 12—10 /о понижается способность мышления, притупляется память, при 8—9% человек теряет сознание, а при 6% прекращается дыхание и наступает смерть. [c.164]
Окислительно-восстановительные реакции чрезвычайно распространены. Это горение, получение различных веществ (в частности металлов и кислот), электрохимические процессы, процесс дыхания, фотосинтез. [c.217]
В целом процесс дыхания может быть схематически изображен следующим образом (Гем — гемоглобин) [c.577]
Вследствие высокого сродства атомов кислорода к электрону кислород является сильным окислителем. По сравнению с другими простыми веществами он уступает в этом отношении только фтору. Высокая окислительная способность кислорода определяет его важную роль в жизнедеятельности человека и различных животных организмов (процессы дыхания), в формировании горных пород, в очистке природных вод. Окислительная способность кислорода широко используется при сжигании различных видов топлива, во многих промышленных и других процессах. Большей частью при этом пользуются не чистым кислородом, а воздухом, но при необходимости интенсификации процесса в металлургической и химической промышленности в настоящее время во многих случаях применяют чистый кислород или обогащенный им воздух. [c.139]
В природе, в организмах растений и животных, в лабораториях и в производствах постоянно совершаются различные реакции, лежащие в основе процессов дыхания, горения, получения металлов, строительных материалов, удобрений, медикаментов, продуктов питания и т. д. [c.7]
Кислород играет исключительно важную роль в земной природе. При участии кислорода происходит один из важнейших жизненных процессов — дыхание. В погибшем организме также происходит процесс окисления — гниение или тление. [c.291]
На практике часто процессы окисления кислородом проходят не в атмосфере чистого кислорода, а на воздухе, и прежде всего процессы дыхания, гниения, ржавления, так как в воздухе содержится 21% Оа (по объему). Естественно, что все процессы окисления в чистом кислороде происходят более энергично. Еще более реакционноспособным является атомарный кислород (по той же причине, что и атомарный водород, см. 2, гл. XII). [c.291]
Кислород воздуха обусловливает процессы горения, тления, брожения и гниения. Растворенный в воде, он используется в процессе дыхания рыб, водяных растений. Воздух совместно с водой играет большую роль в процессах разрушения горных пород ( выветривание ), а следовательно, и в процессах почвообразования. [c.499]
Несмотря на большое потребление кислорода в процессе дыхания, его равновесное содержание в воздухе поддерживается за счет реакций фотосинтеза в растениях. [c.557]
Таким образом, гемоглобин ведет себя в процессе дыхания как катализатор. Частица его при молекулярном весе 68 ООО содержит 4 атома Ре, каждый из которых способен связывать одну молекулу О2. [c.577]
Кроме указанного типа взаимодействия имеют место и такие, которые сопровождаются выделением только теплоты, а свет не выделяется. К ним прежде всего следует отнести процесс дыхания. [c.179]
Значение окислительно-восстановительных реакций. Окисли тельно-восстановительные реакции имеют большое значение для химии. К их числу принадлежит больше половины всех реакций, изучаемых ею. Окислительно-восстановительные процессы важны для биологии и Б технике. Так, явления окисления-восстановления лежат в основе процессов дыхания и горения, добывания металлов из руд, коррозии металлов, а также электрохимических процессов (получение покрытий гальэаннческим путем, приготовление ряда важных препаратов). Окислительно-восстановительные реакции широко используются в аналитической химии, в синтезе ряда важные для практики препаратов и продуктов химической промышленности (азотная кислота, белильные соли и ряд других). [c.286]
Ядро пиррола входит в состав важнейших природных соединений — гемоглобина и хлорофилла. Гемоглобин, присоединяя кислород и затем отдавая его, обеспечивает процесс дыхания у животных. Хлорофилл — зеленый пигмент растений, который поглощает солнечную энергию и обеспечивает осуществление фотосинтеза, построение растениями органических веществ из углекислоты воздуха. [c.131]
Проблема зациты мирового океана беопокоит сейчас обществан-нооть всех стран мира. В мировом океане осуществляется глобаль-ннй процесс дыхания земного шара — фотосинтез, при котором [c.10]
Поступившие в клетку питательные вещества используются для снптеза белков, жиров и углеводов. Часть их идет на рост клетки, другая расходуется в процессе дыхания. [c.255]
АКЦЕПТОР (лат. a eptor — получатель). А. электронов в химии называют частицу, принимающую электроны. Это атом (ион) или группа атомов, принимающих электроны, образующие новую химическую связь, то есть выполняют функцию окислителя. В радиационной химии А. называют частицу, реагирующую со свободными радикалами, которые возникают а системе. В биохимии А.— вещество, принимающее от донатора (то же, что в химии донор) разные атомы или атомные группировки. Акцептирование водорода имеет важное значение в процессах дыхания и бролм-ния. Например, уксусный альдегид, принимая водород при спиртовом брожении, превращается в этиловый спирт (см. Координационная связь). [c.14]
Количество водяного пара колеблется от 0,1 до 2,8% в зависимости от вре- 1ени года, климата и погоды. На высоте 10—100 км под действием ультрафиолетовых лучей молекулы кислорода превращаются в озон. Начиная с высоты 40 км, увеличивается содержание атомарного кислорода, а выше 120—150 км кислород полностью диссоциирован. Диссоциация азота начинается на высоте около 200 км. На состав А. нижних слоев оказывает влияние промышленная деятельность человека, деятельность вулканов, процессы дыхания Земли , радиоактивный распад и др. В городах выделяется большое количество СО, Oj, оксидов свинца, h3S, SOj, различных углеводородов и др. При испытании атомного и термоядерного оружия в воздухе остаются аэрозоли, образующие радиоактивный слой вокруг Земли иа высоте 8—12 км. Поскольку воздух является смесью, его можно разделить на составные части физическими методами. [c.34]
Мембраны играют также важную роль в механизме освобождения и потребления энергии в живых организмах. Различные виды живых клеток получают энергию из окружающей среды в разных формах, однако накопление и использование ее происходит в виде аденозинтри-фосфата (АТФ). При передаче энергии АТФ переходит в аденозин-дифоефат (АДФ), который в свою очередь за счет разных видов энергии присоединяет фосфатную группу и превращается в АТФ. Процесс образования АТФ называется фосфорилированием. Этот процесс в организмах животных и человека сопряжен с процессом дыхания. Аистом генерирования АТФ в животных клетках являются особые компоненты клеток — митохондрии, которые служат своеобразными силовыми станциями , поставляющими энергию, необходимую для функционирования клеток. Митохондрия окружена двумя мембранами внешней и внутренней. На внутренней мембране, содержащей ферментные комплексы, происходит превращение энергии химических связей в мембранный потенциал. При этом важную роль играют проницаемость и электронная проводимость мембран. [c.140]
Окислительно-восстановительные реакции чрезвычайно важны. Это и процессы горения, и голучение различных веществ (в частности, металлов и кислот), это и электрохимические процессы, дыхание, фотосинтез, работа нервной системы и т. д. [c.91]
Исторические корни динамической биохимии являются тоже довольно глубокими. Еще на рубеже XVIII и XIX вв. в физиологии различали процессы дыхания и брожения, ассимиляции и дисси- [c.175]
«ДЫШИТЕ — НЕ ДЫШИТЕ» | Наука и жизнь
Ученые-физиологи утверждают, что недостаток кислорода в ряде случаев может быть полезен для организма и даже способствует излечиванию от многих болезней.Недостаток кислорода в органах и тканях (гипоксия) возникает по разным причинам.
Лауреат Государственной премии Украины профессор А. 3. Колчинская. Под ее руководством была создана компьютерная программа, оценивающая работу органов дыхания, а также разработана система гипоксической тренировки.
Сеанс гипоксической тренировки. Несколько минут пациент дышит через гипоксикатор, потом снимает маску и дышит обычным воздухом. Процедура повторяется четыре—шесть раз.
‹
›
Можно разучиться плавать или ездить на велосипеде, но дыхание — процесс, протекающий помимо нашего сознания. Специального обучения тут, слава богу, не требуется. Может быть, поэтому большинство из нас имеет крайне приблизительные представления о том, как мы дышим.
Если спросить об этом у человека, далекого от естественных наук, ответ, скорее всего, будет следующим: мы дышим легкими. На самом деле это не совсем так. Человечеству понадобилось более двухсот лет, чтобы понять, что такое дыхание и в чем его суть.
Схематически современную концепцию дыхания можно представить следующим образом: движения грудной клетки создают условия для вдоха и выдоха; мы вдыхаем воздух, а с ним и кислород, который, проходя трахею и бронхи, поступает в легочные альвеолы и в кровеносные сосуды. Благодаря работе сердца и содержащемуся в крови гемоглобину кислород доставляется ко всем органам, к каждой клетке. В клетках имеются мельчайшие зернышки — митохондрии. В них-то и происходит переработка кислорода, то есть осуществляется собственно дыхание.
Кислород в митохондриях «подхватывается» дыхательными ферментами, которые доставляют его уже в виде отрицательно заряженных ионов к положительно заряженному иону водорода. При соединении ионов кислорода и водорода выделяется большое количество тепла, необходимого для синтеза основного накопителя биологической энергии — АТФ (аденозинт-рифосфорной кислоты). Энергия, выделяющаяся при распаде АТФ, используется организмом для осуществления всех жизненных процессов, для любой его деятельности.
Так протекает дыхание в нормальных условиях: то есть в воздухе содержится достаточное количество кислорода, а человек здоров и не испытывает перегрузок. Но что происходит, когда баланс нарушается?
Систему дыхания можно сравнить с компьютером. В компьютере есть чувствительные элементы, через которые информация о ходе процесса передается в центр управления. Такие же чувствительные элементы имеются и в дыхательной цепочке. Это хеморецепторы аорты и сонных артерий, передающие информацию о снижении концентрации кислорода в артериальной крови либо о повышении в ней содержания углекислого газа. Происходит так, например, в тех случаях, когда во вдыхаемом воздухе уменьшается количество кислорода. Сигнал об этом через специальные рецепторы передается дыхательному центру продолговатого мозга, а оттуда идет к мышцам. Усиливается работа грудной клетки и легких, человек начинает дышать чаще, соответственно улучшаются вентиляция легких и доставка кислорода в кровь. Возбуждение рецепторов сонных артерий вызывает также учащение сердечных сокращений, что усиливает кровообращение, и кислород быстрее доходит к тканям. Этому способствует и выброс в кровь новых эритроцитов, а следовательно, и содержащегося в них гемоглобина.
Именно этим объясняется благотворное влияние горного воздуха на жизненный тонус человека. Приезжая на горные курорты — скажем, на Кавказ, — многие замечают, что настроение у них улучшается, кровь будто бежит быстрее. А секрет прост: воздух в горах разреженный, кислорода в нем меньше. Организм работает в режиме «борьбы за кислород»: чтобы обеспечить полноценную доставку кислорода к тканям, ему необходимо мобилизовать внутренние ресурсы. Учащается дыхание, усиливается кровообращение, и как следствие жизненные силы активизируются.
Но если подняться выше в горы, где в воздухе содержится еще меньше кислорода, организм будет реагировать на его нехватку совсем по-другому. Гипоксия (по-научному — недостаток кислорода) будет уже опасна, и в первую очередь от нее пострадает центральная нервная система.
Если кислорода не хватает для поддержания работы головного мозга, человек может потерять сознание. Сильная гипоксия иногда приводит даже к смерти.
Но гипоксия не обязательно вызывается низким содержанием кислорода в воздухе. Ее причиной могут послужить те или иные болезни. Например, при хроническом бронхите, бронхиальной астме и различных заболеваниях легких (пневмония, пневмосклероз) не весь вдыхаемый кислород поступает в кровь. Результат — недостаточное снабжение кислородом всего организма. Если в крови мало эритроцитов и заключенного в них гемоглобина (как это бывает при анемии), страдает весь процесс дыхания. Можно дышать часто и глубоко, но доставка кислорода к тканям существенно не повысится: ведь именно гемоглобин отвечает за его транспорт. Вообще система кровообращения напрямую связана с дыханием, поэтому перебои в сердечной деятельности не могут не повлиять на доставку кислорода к тканям. К гипоксии ведет и образование тромбов в кровеносных сосудах.
Итак, работа дыхательной системы разлаживается при существенном недостатке кислорода в воздухе (например, высоко в горах), а также при различных заболеваниях. Но оказывается, что человек может испытывать гипоксию, даже если здоров и дышит насыщенным кислородом воздухом. Это происходит при увеличении нагрузки на организм. Дело в том, что в активном состоянии человек потребляет значительно больше кислорода, чем в спокойном. Любая работа — физическая, интеллектуальная, эмоциональная — требует определенных энергетических затрат. А энергия, как мы выяснили, генерируется при соединении кислорода и водорода в митохондриях, то есть при дыхании.
Конечно, в организме есть механизмы, регулирующие поступление кислорода при увеличении нагрузки. Здесь осуществляется тот же принцип, что и в случае с разреженным воздухом, когда рецепторы аорты и сонных артерий регистрируют снижение концентрации кислорода в артериальной крови. Возбуждение этих рецепторов передается коре больших полушарий головного мозга и всем его отделам. Усиливаются вентиляция легких и кровоснабжение, что предотвращает снижение скорости доставки кислорода к органам и клеткам.
Любопытно, что организм в ряде случаев заранее может принимать меры против гипоксии, в частности возникающей при нагрузке. Основа этого — прогнозирование будущего увеличения нагрузки. На этот случай в организме также есть особые чувствительные элементы — они реагируют на звуковые, цветовые сигналы, изменения запаха и вкуса. Например, спортсмен, услышав команду «На старт!», получает сигнал к перестройке работы дыхательной системы. В легкие, в кровь и к тканям начинает поступать больше кислорода.
Однако нетренированный организм зачастую не способен наладить полноценную доставку кислорода при значительной нагрузке. И тогда человек страдает от гипоксии.
Проблема гипоксии давно привлекала внимание ученых. Серьезные разработки велись под руководством академика Н. Н. Сиротинина в Институте физиологии им. А. А. Богомольца АН УССР. Продолжением этих исследований стала работа профессора лауреата Государственной премии Украины А. 3. Колчинской и ее учеников. Они создали компьютерную программу, позволяющую оценивать работу дыхательной системы человека по различным показателям (объем вдыхаемого воздуха, скорость попадания кислорода в кровь, частота сердечных сокращений и т. д.). Работа велась, с одной стороны, со спортсменами и альпинистами и с другой — с людьми, страдающими теми или иными заболеваниями (хроническим бронхитом, бронхиальной астмой, анемией, диабетом, маточными кровотечениями, детским церебральным параличом, близорукостью и др. ). Компьютерный анализ показал, что даже те болезни, которые, казалось бы, не имеют прямого отношения к дыхательной системе, отрицательно на ней отражаются. Логично предположить и обратную связь: функционирование системы дыхания может отразиться на состоянии всего организма.
И тогда возникла идея гипоксической тренировки. Вспомним: при небольшом снижении количества кислорода в воздухе (например, в предгорье) организм активизирует жизненные силы. Дыхательная система перестраивается, приспосабливаясь к новым условиям. Увеличивается объем дыхания, усиливается кровообращение, происходит наращивание эритроцитов и гемоглобина, увеличивается число митохондрий. Таких результатов можно добиться и в клинических условиях, обеспечив пациенту приток воздуха с пониженным содержанием кислорода. Для этого был создан специальный аппарат — гипоксикатор.
Но ведь человек не может постоянно быть подключенным к аппарату. Необходимо добиться устойчивых результатов, качественных изменений в системе дыхания. С этой целью было решено разбить сеанс гипоксического воздействия на серии: оказалось, что именно при таком режиме механизмы, наработанные организмом для адаптации к гипоксии, закрепляются. Несколько минут пациент дышит через гипоксикатор (содержание кислорода в подаваемом воздухе составляет 11 — 16%), потом снимает маску и какое-то время дышит обычным воздухом. Такое чередование повторяется четыре—шесть раз. В результате от сеанса к сеансу тренируются органы дыхания, кровообращения, кроветворения и те органеллы клеток, которые принимают участие в утилизации кислорода, — митохондрии.
Для каждого пациента режим интервальной гипоксической тренировки подбирается индивидуально. Важно определить ту концентрацию кислорода во вдыхаемом воздухе, при которой в организме начнут действовать механизмы адаптации к гипоксии. Конечно, для спортсмена и для больного бронхиальной астмой эти концентрации неодинаковы. Поэтому перед тем, как назначить курс лечения, делают гипоксическую пробу, которая определяет реакцию организма на вдыхание воздуха с пониженным содержанием кислорода.
Сегодня гипоксическая тренировка уже доказала свою эффективность при лечении самых разнообразных болезней. Преяеде всего, конечно, при заболеваниях дыхательных путей, таких как
обструктивный хронический бронхит и бронхиальная астма. Уже одно это более чем оправдывает труд ученых, разработавших метод. Но самое удивительное, что с его помощью поддаются лечению и те болезни, которые, на первый взгляд, вообще не имеют отношения к дыханию.
Например, как показал Б. X. Хацуков, метод оказался эффективен при лечении близорукости. Более 60% близоруких детей, с которыми был проведен курс гипоксическои тренировки, полностью восстановили зрение, у остальных оно значительно улучшилось. Дело в том, что причиной близорукости является плохое кровоснабжение и снабжение кислородом реснитчатой мышцы глаза и затылочных долей коры головного мозга, регулирующих зрение. У близоруких детей система дыхания отстает в возрастном развитии. А при ее нормализации зрение восстанавливается.
А. 3. Колчинская и ее ученики М. П. Закусило и 3. X. Абазова провели удачный эксперимент по применению гипоксическои тренировки для лечения гипотериоза (пониженной активности щитовидной железы). При вдыхании пациентом воздуха с пониженным содержанием кислорода его щитовидная железа начала вырабатывать большее количество гормонов. Через несколько сеансов содержание гормонов в крови стало нормальным.
В настоящее время в России и странах СНГ работает уже довольно много специализированных центров гипоксическои терапии. В этих центрах успешно лечат больных анемией, ишеми-ческой болезнью сердца, гипертонией в начальной стадии, нейроциркуляторной дистонией, сахарным диабетом, некоторыми гинекологическими заболеваниями.
Хорошие результаты достигнуты и в тренировке спортсменов. После 15-дневного курса гипоксическои тренировки максимальное потребление кислорода у велосипедистов, гребцов и лыжников увеличивается на 6%. При обычной систематической спортивной тренировке на это уходит около года. А ведь дыхание в таких видах спорта — залог успеха. Кроме того, как мы знаем, от него зависит общее состояние организма, его потенциал.
Эффект гипоксическои тренировки сродни закалке или утренней гимнастике. Точно так же, как мы тренируем мышцы или повышаем иммунитет, обливаясь холодной водой, можно «натренировать» дыхательную систему. Жаль только, что в домашних условиях такую гимнастику не сделаешь. Пока еще за здоровье приходится платить.
чем мы дышим и опасно ли наше дыхание для окружающих – Москва 24, 16.03.2015
Иллюстрация: Ольга Денисова
Ежеминутно мы делаем около 14 вдохов. Это порядка 840 вдохов в час и 20 160 вдохов сутки. Но что же именно вдыхает человек, и может ли он навредит своим дыханием другим? Об этом мы спросили младшего научного сотрудника Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Анну Сильченко.
Воздух, которым мы дышим, на 78% состоит из азота, на 21% — из кислорода и на 0,03% — из углекислого газа. Оставшийся процент приходится на водяные пары, водород, благородные газы и другие примеси. С точки зрения физиологии для нас важны только кислород и углекислый газ. Остальные элементы, хоть и растворены в нашей крови, не влияют на жизнедеятельность организма.
В альвеолах легких происходит газообмен: кислород из воздуха растворяется в крови, а углекислый газ, наоборот, выделяется наружу. В итоге в выдыхаемом воздухе содержится примерно 16-17% кислорода и 4% углекислого газа, а также повышается концентрация водяных паров. В проветриваемых помещениях дыхание других людей не представляет для нас опасности.
Другое дело – если вы оказались заперты в подводной лодке со сломанной системой жизнеобеспечения. В таком случае дыхание экипажа будет приводить к постепенному увеличению концентрации углекислого газа. Если воздух на 2-4% состоит из углекислого газа, человек начинает чувствовать сонливость и слабость. Опасной считается концентрация около 7-10%, при которых развиваются удушье, головная боль, происходит потеря сознания. Смертельной считается концентрация 30-35%.
Что касается азота, опасность для нас он представляет только при высоких давлениях — например, глубоко под водой. Азот в высокой концентрации также представляет угрозу при резком уменьшении давления, так как при этом развивается кессонная болезнь.
А.В.Сильченко, младший научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, преподаватель образовательного центра для школьников «Improvement». В образовательном центре ведет группы по физике и математике.
О «Физике города»
Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему небоскребы не падают? Чем отличается кровь горожанина от крови жителя деревни? Выше какого этажа не стоит жить и почему?Мы предложили ученым дать ответы на наши вопросы и разъяснить, чем опасно обилие городского освещения, как наше дыхание может навредить окружающим и из-за чего люди болеют зимой. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.
респираторная система человека | Описание, части, функции и факты
Нос — это внешний выступ внутреннего пространства, носовой полости. Он подразделяется на левый и правый канал тонкой медиальной хрящевой и костной стенкой, носовой перегородкой. Каждый канал открывается к лицу через ноздрю и в глотку через хоану. Дно полости носа образовано небом, которое также образует крышу полости рта. Сложная форма носовой полости обусловлена выступами костных гребней верхней, средней и нижней носовых раковин (или раковин) с боковой стенки.Проходы, образованные таким образом под каждым гребнем, называются верхним, средним и нижним носовыми ходами.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчасС каждой стороны интраназальное пространство сообщается с рядом соседних заполненных воздухом полостей в черепе (придаточные пазухи носа), а также через носослезный канал со слезным аппаратом в углу глаза. Проток отводит слезную жидкость в носовую полость.Этот факт объясняет, почему во время плача может быстро нарушаться или даже затрудняться носовое дыхание: слезная жидкость не только выливается в слезы, но и заполняет носовую полость.
Придаточные пазухи носа представляют собой набор парных одиночных или множественных полостей переменного размера. Большая часть их развития происходит после рождения, и они достигают своего окончательного размера к 20 годам. Пазухи расположены в четырех разных костях черепа — верхней, лобной, решетчатой и клиновидной.Соответственно, их называют гайморовой пазухой, которая является самой большой полостью; лобная пазуха; решетчатые пазухи; и клиновидная пазуха, которая расположена в верхней задней стенке полости носа. Пазухи выполняют две основные функции: поскольку они наполнены воздухом, они помогают удерживать вес черепа в разумных пределах и служат резонансными камерами для человеческого голоса.
Полость носа и прилегающие к ней пространства выстланы слизистой оболочкой дыхательных путей.Обычно слизистая оболочка носа содержит секретирующие слизь железы и венозные сплетения; его верхний клеточный слой, эпителий, состоит в основном из клеток двух типов: реснитчатых и секретирующих. Этот структурный дизайн отражает особые вспомогательные функции носа и верхних дыхательных путей в целом по отношению к дыханию. Они очищают, увлажняют и согревают вдыхаемый воздух, подготавливая его к интимному контакту с нежными тканями зоны газообмена. Во время выдоха через нос воздух осушается и охлаждается, что позволяет экономить воду и энергию.
Две области носовой полости имеют разную выстилку. Преддверие носа покрыто кожей с короткими густыми волосками, называемыми вибриссами. На крыше носа обонятельная луковица с ее сенсорным эпителием проверяет качество вдыхаемого воздуха. Около двух десятков обонятельных нервов передают ощущение запаха от обонятельных клеток через костный свод носовой полости в центральную нервную систему.
Создание модели рабочих легких: просто дыши — упражнение
Подпишитесь на нашу рассылку новостей
Резюме
Учащиеся изучают процесс вдоха / выдоха, который происходит в легких во время дыхания.Используя повседневные материалы, каждая студенческая команда создает модельную пару легких. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).Инженерное соединение
Изучая дыхательную систему, инженеры создали такие технологии, как аппарат искусственного кровообращения, который поддерживает жизнь пациентов во время трансплантации сердца. В настоящее время инженеры работают над созданием имплантируемого искусственного легкого, чтобы помочь людям с серьезными заболеваниями легких.Один из способов, которым инженеры изучают сложные системы, — это создание моделей, аналогично тому, как студенты создают свои собственные модели легких в этом упражнении.
Цели обучения
После этого занятия студенты должны уметь:
- Опишите функцию дыхательной системы.
- Создайте модель легких и объясните, что с ними происходит, когда вы вдыхаете и выдыхаете.
- Приведите примеры инженерных достижений, которые помогли с дыхательной системой.
Образовательные стандарты
Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения — наука Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология- Студенты разовьют понимание взаимоотношений между технологиями и связей между технологиями и другими областями обучения.(Оценки
К —
12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
- Технологический прогресс позволил создавать новые устройства, ремонтировать или заменять определенные части тела и обеспечивать средства передвижения.(Оценки
3 —
5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Список материалов
Каждой группе необходимо:
- 2-литровая пустая пластиковая бутылка с крышкой
- 2 пластиковые соломинки для питья; можно недорого купить в ресторанах или подарить в сети быстрого питания; не используйте гибкие соломинки для питья
- 2 9-дюймовых шара
- 1 воздушный шарик большего размера; например, для пуансона
- 2 резинки
- Рабочий лист легких, по одному на студента
Рабочие листы и приложения
Посетите [www. teachengineering.org/activities/view/cub_human_lesson09_activity1], чтобы распечатать или загрузить.Больше подобной программы
Запрет дыханияСтуденты узнают о частях дыхательной системы человека и процессе газообмена, который происходит в легких. Они также узнают об изменениях в дыхательной системе, которые происходят во время космического полета, например, об уменьшении объема легких.
Вдох, выдохСтуденты знакомятся с дыхательной системой, легкими и воздухом. Они узнают о том, как работают легкие и диафрагма, как загрязнение воздуха влияет на легкие и респираторные функции, о некоторых широко распространенных респираторных проблемах и о том, как инженеры помогают нам оставаться здоровыми, создавая машины и лекарства, которые подходят…
Загрязненный воздух = Загрязненные легкиеЧтобы лучше понять роль и функции компонентов дыхательной системы человека и нашу потребность в чистом воздухе, студенты конструируют модели легких, включающие диафрагму и грудную полость. Команды студентов проектируют и создают прототип фильтра загрязнения маски для лица и используют свою модель легкого…
Введение / Мотивация
Вы когда-нибудь были в переполненном метро или автобусе? Вам, наверное, не терпелось выбраться туда, где было не так много людей и можно было свободно передвигаться. Это похоже на процесс, при котором воздух входит в легкие и выходит из них.Молекулы воздуха либо скучены снаружи (в окружающей среде) и хотят попасть в легкие, где меньше молекул воздуха (вдох), либо они хотят выбраться наружу, потому что они слишком скучены внутри легких (выдох).
Когда вы вдыхаете, мышца диафрагмы сокращается вниз, а мышцы ребер тянутся вверх, заставляя воздух заполнять легкие. Вы можете подумать почему? Что ж, когда ваша диафрагма опускается, а ребра поднимаются, они освобождают больше места в груди (в грудной полости) для воздуха.Это также снижает давление на легкие, поэтому воздух будет поступать снаружи. Когда вы выдыхаете, происходит обратное. Ваша диафрагма расслабляется, а ребра и легкие толкаются, что вызывает выталкивание воздуха наружу.
Инженеры должны понимать дыхательный процесс, чтобы разрабатывать машины и лекарства, чтобы помочь людям, чья дыхательная система функционирует неправильно или с трудом. Вы когда-нибудь знали кого-нибудь, кто страдает астмой или пневмонией? Ну, инженеры-химики разрабатывают устройства и лекарства, такие как ингаляторы, наполненные адренергическим бронходилататором, чтобы помочь людям лучше дышать.Инженеры также разработали искусственные легкие, которые помогают людям дышать, борясь с инфекциями. Кроме того, инженеры проектируют системы, которые помогают астронавтам легко дышать во время космического полета, когда они находятся далеко от атмосферы Земли.
Инженеры используют модели для изучения сложных процессов и лучшего их понимания. В этом упражнении вы будете действовать как инженеры, строя модели легких, чтобы изучать процесс дыхания и то, что происходит, когда вы вдыхаете и выдыхаете.
Процедура
Перед мероприятием
- Соберите материалы и сделайте копии рабочего листа легких.
- В каждой из 2-литровых крышек бутылок просверлите 2 отверстия, достаточно больших, чтобы через них могла пройти трубочка для питья. Совет: просверлите отверстия достаточно далеко друг от друга, чтобы они не превратились в одно большое отверстие!
- Ножницами отрежьте дно каждой двухлитровой бутылки.
Со студентами
- Снимите этикетки с 2-литровых бутылок, если они есть.
- Скажите студентам, что 2-литровая бутылка представляет собой грудную клетку человека.
- Воткните две соломинки для питья через два отверстия в крышке бутылки.
- Поместите по одному 9-дюймовому баллону на конец каждой соломинки и закрепите их резиновыми лентами, как показано на Рисунке 2.
Рис. 2. Пример модели «легкие», созданной для настройки эксперимента. Авторское право
Авторские права © 2005 Тереза Эллис, Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере
- Скажите студентам, что соломинки представляют бронхи, а воздушные шары — легкие.
- Проденьте баллончики соломинок через отверстие в бутылке и плотно закрутите крышку.
- Вытяните большой воздушный шар и поместите его на открытое дно бутылки.
- Скажите студентам, что этот воздушный шар большего размера представляет диафрагму. Теперь у них есть готовая модель легких! (См. Рис. 3). Теперь пора заставить легкие работать!
Рис. 3. Модель легких. Авторские права
Copyright © 2004 Тереза Эллис, Университет Колорадо в Боулдере
- Потяните диафрагму (баллон) вниз (то есть от легких), чтобы надуть легкие.(Примечание: это увеличивает грудную клетку и снижает давление.)
- Вдавите диафрагму (баллон) внутрь (по направлению к легким), чтобы выпустить воздух из легких. (Примечание: это уменьшает грудную полость и увеличивает давление.)
Рис. 4. Модель грудной клетки человека. Авторское право
Copyright © 2005 Тереза Эллис, Университет Колорадо в Боулдере
- Попросите учащихся заполнить рабочий лист.
- В заключение попросите команды представить свои модели легких, как описано в разделе «Оценка».
Словарь / Определения
бронхи: две большие трубки, соединенные с трахеей, по которым воздух поступает в легкие и выходит из них.
диафрагма: полка мышцы, проходящая через нижнюю часть грудной клетки.
легкие: губчатые, мешковидные органы дыхания, занимающие грудную полость вместе с сердцем. Они снабжают кровь кислородом и удаляют из нее углекислый газ.
Оценка
Оценка перед началом деятельности
Вопросы для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов.
- Как работают легкие? Как вы вдыхаете и выдыхаете?
- Меняется ли ваше дыхание во время тренировки? Как?
Встроенная оценка деятельности
Рабочий лист: Попросите учащихся записать свои наблюдения и заполнить Рабочий лист легких. Просмотрите их ответы, чтобы оценить их уровень владения предметом.
Оценка после деятельности
Презентация и неформальное обсуждение: Попросите одну или несколько групп использовать свои проекты, чтобы продемонстрировать, как работают легкие.Затем предложите классу гипотезу: что произойдет с дыхательной системой, если мы ее прокололи? Попросите одну группу проколоть полость (бутылку) или диафрагму (резиновое дно) и продемонстрируйте, что происходит с легкими, если эта часть тела повреждена. (Ответ: легкие не могут раздуваться и / или сдуваться, если есть утечка из грудной полости. Легкие не могут поддерживать разницу давления.) Обсудите с классом: Что инженеры могут сделать, чтобы исправить прокол в легких человека?
Советы по поиску и устранению неисправностей
Отрезая дно пластиковой бутылки, следите за тем, чтобы края были как можно более гладкими, чтобы воздушный шар не порвался на дне. Если края неровные, перевязать их малярной лентой или изолентой.
Закройте возможные утечки наклейкой для плакатов.
Расширения деятельности
Предложите учащимся изучить респираторные заболевания и их влияние на функцию дыхательной системы. Могут ли они изменить свою модель, чтобы показать, что происходит с легкими при этих заболеваниях? Могут ли они продемонстрировать на своих моделях, что было сделано для помощи людям с респираторными заболеваниями?
Инженеры разработали искусственное легкое, чтобы помочь людям бороться с инфекцией.Искусственное легкое имеет длину около 18 дюймов и состоит из мембран, которые пропускают кислород в кровь и удаляют углекислый газ. Он вводится через вену на ноге и попадает в главную вену (полую вену), по которой кровь проходит к сердцу. Кровь повторно насыщается кислородом через катетер, подключенный к источнику кислорода. Попросите учащихся создать рисунок машины, который может помочь их модельным легким «дышать», не заставляя их опускать или толкать нижний баллон. Объясните, что именно так инженеры могут начать разработку спасательных машин.
Масштабирование активности
Для младших классов попросите учащихся сделать одно легкое, а не два. Используйте меньшую бутылку с водой, чем двухлитровую бутылку и одно воздушное легкое, а не два.
использованная литература
«Как лечат астму?» Индекс заболеваний и состояний, Национальный институт сердца, легких и крови, Национальные институты здравоохранения, Университет США.S. Департамент социальных служб. По состоянию на 23 мая 2006 г. http://training.seer.cancer.gov/anatomy/respiratory
«Бронхи и бронхиальное дерево». Веб-сайт тренинга: Программа Бронхов, эпидемиологии и конечных результатов (SEER), Наблюдение Национального института рака США. По состоянию на 23 мая 2006 г. http://training.seer. cancer.gov/anatomy/respiratory/passages/bronchi.html
«Дыхательная система». Википедия, Бесплатная энциклопедия, Википедия, ком. Доступ 23 мая 2006 г.https://en.wikipedia.org/wiki/Respiratory_system
авторское право
© 2006 Регенты Университета КолорадоАвторы
Тереза Эллис; Малинда Шефер Зарске; Джанет ЙоуэллПрограмма поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в БоулдереБлагодарности
Содержание этой учебной программы по электронной библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Департамент образования и Национальный научный фонд (грант ГК-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику DOE или NSF, и вы не должны рассчитывать на одобрение со стороны федерального правительства.
Последнее изменение: 23 января 2021 г.
Механика дыхания — Science NetLinks
Фото: Clipart.comВведение
Дыхание происходит настолько автоматически, что мы редко задумываемся об этом, если только не чувствуем, что в наши тела поступает недостаточно воздуха.Прочтите эту статью, чтобы узнать о процессе дыхания.
Вы когда-нибудь задыхались? Это неприятное ощущение. Это потому, что все части вашего тела нуждаются в кислороде, который вы получаете с воздухом, которым вы дышите. Когда вы вдыхаете, ваша дыхательная система доставляет кислорода в ваше тело, чтобы кровь могла доставлять кислород к вашим клеткам. Когда вы выдыхаете, вы выделяете газ под названием углекислый газ .
Дыхательная система состоит из четырех основных частей. Первая часть состоит из носа и рта , через которые воздух поступает в ваше тело. Внутренняя часть носа называется носовой полостью. Слизистая оболочка выстилает носовую полость и помогает сохранять нос влажным. Небольшие волоски внутри носовой полости помогают фильтровать воздух, которым вы дышите, и препятствуют попаданию грязи и пыли в легкие. Когда вы вдыхаете через рот или полость рта, воздух увлажняется, но не фильтруется.
Носовая полость и рот встречаются у глотки , или горла, на задней части носа и рта. Оттуда воздух быстро попадает во вторую часть дыхательной системы, трахею или трахею . Трахея — это трубка, которая доставляет воздух в легкие , третью и наиболее важную часть вашей дыхательной системы. В легких кислород поглощается кровью, которая доставляет его по всему телу. Последняя часть системы — диафрагма , слой мышц, составляющий дно вашей грудной клетки.
Когда вы делаете глубокий вдох, ваша диафрагма сокращается. Это освободит больше места в грудной полости. Воздух, содержащий кислород, проходит через трахею в большие трубки в легких, называемые бронхами, , заставляя их расширяться. Когда вы делаете глубокий вдох, ваша диафрагма расширяется и сжимает ваши легкие, заставляя воздух подниматься в трахею, выходить из носа и рта.
Из бронхов воздух попадает в более мелкие разветвляющиеся трубки, называемые бронхиолами . Основные ветви этой системы покрыты ресничками и тонкой пленкой слизи.Слизь улавливает пыль, пыльцу и другие загрязнения, а бьющиеся реснички перемещают слизь вверх в глотку, где ее можно проглотить в пищевод. Этот процесс помогает очистить дыхательную систему.
Бронхиолы перемещают воздух в крошечные воздушные мешочки, называемые альвеолами . По мере того, как воздух перемещается из бронхиол в альвеолы, трубки становятся все меньше и меньше. Когда воздух достигает альвеол, кислород отделяется от остального воздуха и затем перемещается в крошечные кровеносные сосуды, называемые капиллярами , которые окружают альвеолы. Затем кислород переносится с помощью гемоглобина в красных кровяных тельцах к остальной части вашего тела, когда насыщенная кислородом кровь устремляется из капилляров легких через все более крупные кровеносные сосуды, пока не вернется в левую часть сердца и перекачивается через тело.
Двигаясь через кровеносных сосудов, которые теперь называются венами , гемоглобин возвращает углекислый газ через сердце и в легкие. При выдохе углекислый газ снова выходит наружу, и процесс начинается снова.
Документ без названия
Документ без названияДыхание
Живые существа дышат. Дыхание — это сложная последовательность химических реакций. которые приводят к высвобождению энергии из пищи. Есть два типа респираторных процесс:
Аэробное дыхание | Осуществляется подавляющим большинством организмов, это включает кислород . Побочными продуктами реакции являются вода и диоксид углерода , оба из которых удалены как отходы.Кислород получают из воздуха или воды. с использованием органов, предназначенных для оптимизации газообмена . К ним относятся устьица у растений (маленькие, регулируемые по размеру). поры), дыхальца у членистоногих, жабры у рыб и легкие у млекопитающих. Поглощение кислорода и одновременное выведение углекислого газа и воды обычно называют к as дыхание . Важно различать дыхание и дыхание.Заманчиво, особенно с детьми младшего возраста использовать хорошо употребляемый термин дыхание как всеобъемлющее описание дыхательного процесса. Однако это неверно и может привести к усилению заблуждений. |
Анаэробное дыхание | При низком уровне кислорода возможно некоторые более простые организмы и части более сложных высвобождает энергию из пищи без кислорода. Это гораздо меньше эффективный процесс, но в некоторых случаях необходимая альтернатива. Побочные продукты анаэробного дыхания отличаются от аэробный. У людей мышечные клетки с кислородным голоданием будут дышать анаэробно при стрессе, таком как тяжелый физический активность. Побочным продуктом этого является молочная кислота, и она это вызывает чувство вздутия. Дрожжевые клетки дышать анаэробно в растворе сахара, производящем алкоголь как побочный продукт. |
Содержание
Питание
Движение, рост
Размножение
Чувствительность, выделение
Самооценка
Дыхательная система (дыхание) | Медицинская терминология рака
Медицинская терминология рака
© Авторское право 1996-2013
11: Дыхательная система (дыхание)
Содержание
Функции дыхательной системыПоток воздуха из носа в легкие
Корни, суффиксы и префиксы
Фокус на рак
Связанные сокращения и акронимы
Дополнительные ресурсы
Функции дыхательной системы
Основная роль респираторной системы Система — это вдыхание свежий кислород (O2), необходимый клеткам тела и выдоху отработанного углекислого газа (CO2).Это также помогает поддерживать тело температуры и вывести из организма лишнюю воду. В Дыхательная система зависит от правильного функционирования системы кровообращения, поскольку O2 и отработанный CO2 переносятся в кровоток.Поток воздуха из носа в легкие
- Носик
- — это ПРОХОД ДЛЯ ВОЗДУХА, а также орган чувств. Он согревает и увлажняет воздух, а волосы как отростки (реснички) фильтруют воздух, прежде чем он достигнет легких.
- Глотка
- или «горловина» — трубка в форме воронки. действуя как проход для воздуха и пищи.Самая низкая часть глотка присоединяется к пищеводу (пищевая трубка).
- Гортань
- или «голосовой ящик» выстлан слизистой перепонка, две складки перепонки разделяют гортань надвое, между ними находится GLOTTIS, самая узкая часть воздушный проход. Голосовая щель защищена фиброзной крышкой. хрящ (EPIGLOTTIS), он закрывает голосовую щель, когда Вы глотаете.
- Трахея
- или «дыхательное горло» представляет собой трубку, состоящую из хрящ и выстлан слизистой оболочкой, лежащей перед пищевод.Трахея расходится на правый и левый бронхи.
- Бронхи
- — хрящевые кольца С-образной формы. покрыт ресничной слизистой оболочкой, которая « сметает » пыль частицы. Бронхи разветвляются на ВТОРИЧНЫЕ БРОНКИ, поскольку они попадают в легкие, далее разделяются на БРОНХИОЛЫ. Как вторичные бронхи и бронхиолы разделяют стенки становятся тоньше и эластичнее, разветвляясь на мелкие АЛВЕОЛИ, которые переносят газы в легкие.
- Легкие
- являются основным органом дыхания. В в легких миллионы АЛВЕОЛИ и кровеносные капилляры обмениваются Кислород и углекислый газ. Каждое легкое находится в отдельном ПЛЕВРАЛЬНАЯ ПОЛОСТЬ (которые, в свою очередь, расположены в более крупной ГОЛОВНОЙ ПОЛОСТИ). ПОЛОСТЬ). ПЛЕВРА — это мембранные мешочки, выстилающие плевральную полость, чтобы уменьшить трение, вызванное дыханием.
- Диафрагма
- — основная дыхательная мышца расположен у основания грудной полости.Мышца сокращается и уплощается, так что грудная клетка и легкие имеют место для входящего воздух, заставляя вас ВДЫХАТЬ, затем расслабляется, заставляя вас ВЫДЫХАТЬ.
Корни, суффиксы и префиксы
Большинство медицинских терминов состоят из корневого слова плюс суффикс (окончание слова) и / или префикс (начало слова). Вот несколько примеров, связанных с дыхательной системой. Для получения дополнительной информации см. Глава 4: Понимание компонентов медицинской терминологии
.компонент | означает | пример | ||
A- | отсутствие | аносмия = отсутствие обоняния | 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 | одышка = затрудненное или болезненное дыхание |
БРОНХ- | бронхи | Бронхоскоп = инструмент для исследования бронхов | ||
ЛАРИНГ- | воспаление гортани 903 PULMO- | легкое | легочные метастазы = вторичные легкие | |
PNEUM- | легкое / воздух | пневмония = тяжелая инфекция легких | ||
90h325 = косметическая хирургия, «пластика носа» 9033 4 |
Центр рака
- Обзор рака легких
- Рак легких — один из самых распространенных видов рака. Легкие — это пара конусовидных органов, расположенных внутри грудной клетки, они доставляют кислород в тело и выводят углекислый газ. Между курением и раком легких существует тесная связь. Там
две основные категории рака легких; Мелкоклеточный рак легкого (SCLC) и немелкоклеточный рак легкого (NSCLC). Ежегодно во всем мире более 1 миллиона человек заболевают раком легких.
Интернет-ресурсы по раку легких
- Мелкоклеточный рак легкого
- На мелкоклеточный рак легкого (SCLC) приходится четверть всех случаев рака легких.SCLC также известен как «овсяноклеточная» карцинома из-за формы раковых клеток.
Интернет-ресурсы по мелкоклеточному раку легкого (SCLC)
- Немелкоклеточный рак легкого
- Немелкоклеточный рак легкого (НМРЛ) составляет около трех четвертей всех случаев рака легких. В группу раковых заболеваний НМРЛ входят: а) Плоскоклеточный или эпидермоидный рак, который возникает из клеток, выстилающих дыхательные пути — это наиболее распространенный тип рака.
рак легких; б) аденокарцинома, которая возникает в слизистых клетках, выстилающих верхние дыхательные пути; и c) Крупноклеточная карцинома.
Интернет-ресурсы по немелкоклеточному раку легкого (НМРЛ)
- Причины рака легких
- Подсчитано, что около 85% случаев рака легких вызваны курением, обычно он встречается у людей, которые курили или курили сигареты. Рак легких также связан с пассивным курением и воздействием радона (радиоактивного газа).
Интернет-ресурсы для курящих
- Рак головы и шеи
- Рак головы и шеи — это злокачественные новообразования, возникающие в верхних отделах пищеварительного тракта (сюда входят: губы, язык, слюнные железы, рот, ротоглотка, носоглотка, гипофаринкс, носовая полость и гортань).Рак гортани (голосового аппарата) — самый частый тип,
на них приходится около четверти случаев рака головы и шеи.
Интернет-ресурсы по раку головы и шеи
- Рак гортани
- Рак гортани — злокачественное новообразование, возникающее в тканях гортани (голосового ящика). Люди, которые курят, имеют более высокий риск развития болезни. Большинство злокачественных опухолей гортани имеют плоскоклеточную гистологию, их можно разделить на ороговевшие или
не ороговевающий.Существует множество других неплоскоклеточных форм рака гортани.
Интернет-ресурсы по раку гортани
- Рак носовой, параназальной области и носоглотки
- Интернет-ресурсы по раку носа
- Рак полости рта, губы, слюнной железы
- Интернет-ресурсы по раку полости рта
Связанные аббревиатуры и акронимы
ENT | Ухо горло носа |
FEV | Принудительный объем отхаркивающего средства (легочный тест) |
4 Международная ассоциация | рака легкого |
NSCLC | Немелкоклеточный рак легкого |
SCLC | Мелкоклеточный рак легкого |
SPOHNC и рак головы и шеи для лечения рака полости рта и шеи | |
URTI | Инфекция верхних дыхательных путей |
VEF | Фракция выброса желудочков (тестирует функцию легких) |
Дополнительные ресурсы (3 ссылки) Национальный институт рака
Часть SEER tr Модуль подготовки кадров для онкологического регистра.
Дыхательная система — вопросы для самопроверки
WebAnatomy, University of Minnesota
Проверьте свои знания анатомии с помощью этих интерактивных вопросов. Включает в себя различные типы вопросов и ответов.
Дыхательная система
Пол Андерсен
Пол Андерсен начинает это видео с описания дыхательной поверхности. Он объясняет, как черви, насекомые, рыбы и млекопитающие поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Затем он совершает поездку по основным органам дыхательной системы; от глотки до трахеи, бронхов, бронхиол и альвеол. Он также объясняет, как кислород переносится гемоглобином и как углекислый газ переносится в виде бикарбоната.
Это руководство Саймона Коттерилла
Впервые создано 4 марта 1996 г.
Последнее изменение: 1 февраля 2014 г.
Проблемы с дыханием — симптомы, причины, лечение
Дыхание — это механический процесс, при котором мышцы реберной кости и диафрагма втягивают воздух в легкие и вытесняют его обратно из легких. Здоровые отдыхающие взрослые дышат 12-15 раз в минуту.Дыхание является важным компонентом дыхания, процесса, при котором кислород из воздуха попадает в организм, а углекислый газ удаляется из организма и выбрасывается в воздух.
Затрудненное дыхание — это симптомы различных основных заболеваний, заболеваний и состояний, от легких до серьезных, которые мешают нормальному дыханию и дыханию. Проблемы с дыханием, иногда называемые одышкой, могут быть вызваны инфекцией, воспалением, травмой, злокачественным новообразованием, обструкцией дыхательных путей и другими аномальными процессами.
Общие затруднения дыхания включают:
Хрипы, пузырящиеся, потрескивающие или щелкающие звуки в нижних дыхательных путях легких. Хрипы могут быть вызваны пневмонией, отеком легких, фиброзом легких и острым бронхитом.
Одышка или затрудненное дыхание при физической нагрузке или без нее
Стридор, пронзительный звук, издаваемый при дыхании, часто вызванный закупоркой горла.Стридор может быть вызван эпиглоттитом, вдыханием дыма, отеком горла, миндалин или аденоидов или удушьем посторонним предметом, например костью.
Хрип, свистящий звук, производимый при сужении дыхательных путей в легких. Свистящее дыхание может быть вызвано астмой, анафилактической реакцией, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), острым бронхитом, бронхиолитом, сердечной недостаточностью или пневмонией.
Проблемы с дыханием могут возникнуть в любой возрастной группе или среди населения. Проблемы с дыханием могут быть вызваны относительно легким заболеванием, которое легко поддается лечению, например, ношение ограничительной одежды в области живота. Проблемы с дыханием также могут возникать из-за умеренного состояния, такого как вирусная пневмония, или серьезного или опасного для жизни состояния, такого как тяжелый приступ астмы или сердечная недостаточность.
В зависимости от причины затрудненное дыхание может быть кратковременным и быстро исчезнуть, например, при гипервентиляции. Проблемы с дыханием могут возникать при внезапных тяжелых эпизодах, таких как затрудненное дыхание, возникающее во время апноэ во сне или астмы.Проблемы с дыханием также могут быть хроническими и продолжаться в течение длительного периода времени, например, при ХОБЛ или раке легких.
Проблемы с дыханием могут быть вызваны серьезными или опасными для жизни состояниями, такими как астма, сердечная недостаточность или сердечный приступ. Немедленно обратитесь за медицинской помощью (позвоните 911) , если у вас или вашего близкого есть проблемы с дыханием. Ранняя диагностика и лечение основных причин затрудненного дыхания снижает риск опасных для жизни осложнений, таких как дыхательная недостаточность и остановка сердца и легких.
Как люди дышат? — BBC Bitesize
Все живые существа нуждаются в кислороде , чтобы выжить. Наши тела используют его для превращения топлива из пищи в энергию.
Что происходит, когда мы вдыхаем?
Мышцы груди двигаются вверх и наружу. Диафрагма