Установите последовательность этапов транспорта углекислого газа от клеток головного мозга до легких
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Кровообращение выполняет одну из важнейших функций переноса кислорода от легких к тканям, а углекислого газа — от тканей к легким. Потребление кислорода клетками тканей может изменяться в значительных пределах, например при переходе от состояния покоя к физической нагрузке и наоборот. В связи с этим кровь должна обладать большими резервами, необходимыми для увеличения ее способности переносить кислород от легких к тканям, а углекислый газ в обратном направлении.
Транспорт кислорода.
При 37 С растворимость 02 в жидкости составляет 0,225 мл • л-1 • кПа-1 (0,03 мл/л/мм рт. ст.). В условиях нормального парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе, т. е. 13,3 кПа или 100 мм рт.ст., 1 л плазмы крови может переносить только 3 мл 02, что недостаточно для жизнедеятельности организма в целом. В покое в организме человека за минуту потребляется примерно 250 мл кислорода. Чтобы тканям получить такое количество кислорода в физически растворенном состоянии, сердце должно перекачивать за минуту огромное количество крови. В эволюции живых существ проблема транспорта кислорода была более эффективно решена за счет обратимой химической реакции с гемоглобином эритроцитов. Кислород переносится кровью от легких к тканям организма молекулами гемоглобина, которые содержатся в эритроцитах.
Значительная крутизна кривой насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне парциального давления от 20 до 40 мм рт. ст. способствует тому, что в ткани организма значительное количество кислорода может диффундировать из крови в условиях фадиента его парциального давления между кровью и клетками тканей (не менее 20 мм рт. ст.). Незначительный процент насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне его парциального давления от 80 до 100 мм рт. ст. способствует тому, что человек без риска снижения насыщения артериальной крови кислородом может перемещаться в диапазоне высот над уровнем моря до 2000 м.
Рис. 10.18. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Пределы колебания кривой при РС02 = 40 мм рт. ст. (артериальная кровь) и РС02 = 46 мм рт. ст. (венозная кровь) показывают изменение сродства гемоглобина к кислороду (эффект Ходена).
Общие запасы кислорода в организме обусловлены его количеством, находящимся в связанном состоянии с ионами Fe2+ в составе органических молекул гемоглобина эритроцитов и миоглобина мышечных клеток.
Один грамм гемоглобина связывает 1,34 мл 02. Поэтому в норме при концентрации гемоглобина 150 г/л каждые 100 мл крови могут переносить 20,0 мл 02.
Количество 02, которое может связаться с гемоглобином эритроцитов крови при насыщении 100 % его количества, называется кислородной емкостью гемоглобина. Другим показателем дыхательной функции крови является содержание 02 в крови (кислородная емкость крови), которое отражает его истинное количество, как связанного с гемоглобином, так и физически растворенного в плазме. Поскольку в норме артериальная кровь насыщена кислородом на 97 %, то в 100 мл артериальной крови содержится примерно 19,4 мл 02.
2045. Установите правильную последовательность движения артериальной крови в теле человека, начиная с аорты. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) капилляры лёгких
2) верхняя и нижняя полые вены
3) аорта
4) артерии внутренних органов
5) лёгочные артерии
6) легочные вены
Верный ответ: 342516
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 2045.
2185. Установите правильную последовательность движения крови по большому кругу кровообращения, начиная с левого желудочка. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) капилляры
2) вены
3) левый желудочек
4) аорта
5) правое предсердие
6) артерии
Верный ответ: 346125
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 2185.
2297. Установите последовательность этапов транспорта кислорода от лёгких до клеток головного мозга. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) общая сонная артерия
2) легочные капилляры
3) лёгочные вены
4) левое предсердие
5) аорта
6) левый желудочек
7) клетки головного мозга
Верный ответ: 2346517
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 2297.
1) ярёмная вена
2) нижняя полая вена
3) лёгочная артерия
4) лёгочные вены
5) воротная вена
6) печёночная вена
Верный ответ: 256
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 2435.
2520. Установите соответствие между процессами и кругами кровообращения: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А) начинается в правом желудочке
Б) газообмен происходит в альвеолах
В) газообмен происходит в клетках
Г) начинается в левом желудочке
Д) по артериям течёт артериальная кровь
Е) по артериям течёт венозная кровь
1) малый круг кровообращения
2) большой круг кровообращения
Верный ответ: 112221
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 2520.
В начале человек вдыхает воздух, т.е. происходит внешнее дыханее. Далее, под действием давления, происходит газообмен в альвеоллах лёгких, где из самих альвеол кислород перемещается в капеляры, а углекислый газ из сосудов в альвеоллы. Талее происходит транспорт газов кровью в большой круг кровообращения, где происходит обмен газов между кровью и тканями. И, последний этап,- тканевое дыхание. Клетка поглощает кислород и выделяет обратно в кровь углекислый газ.
Новые вопросы в Биология
Построить таблицу "природные зоны земли" ; природные зоны, климатические условия, растения, животные
ПЖ СРОЧНО БИОЛОГИЯ 5 КЛАСС. ВТОРОЙ РАЗ ЗАДАЮ ВОПРОС, ПОМОГИТЕ. С КАЖДЫМ РАЗОМ БАЛЛЫ КОТОРЫЕ Я СОБИРАЮСЬ ДАТЬ БУДУТ УМЕНЬШАТЬСЯ. (если что я из ин … ет урок)Допишите предложения, используя слова, приведённые в скобках.1. Лишайники представляют собой симбиоз ___________________________________. (водорослей и бактерий, водоросли и гриба, бактерий и грибов)2. В клетках зелёных водорослей образуются ___________ вещества, используемые грибом. (органические вещества, минеральные вещества)3. Гриб снабжает водоросль водой и растворёнными в ней ______________________.(органическими веществами, минеральными веществами)(в предложение под цифрой 1 не обязательно вставлять, там я уже сама сделала)
ПЖ СРОЧНО БИОЛОГИЯ 5 КЛАСС. (если что я из инет урок) Допишите предложения, используя слова, приведённые в скобках. 1. Лишайники представляют собой … симбиоз ___________________________________. (водорослей и бактерий, водоросли и гриба, бактерий и грибов) 2. В клетках зелёных водорослей образуются ___________ вещества, используемые грибом. (органические вещества, минеральные вещества) 3. Гриб снабжает водоросль водой и растворёнными в ней ______________________.(органическими веществами, минеральными веществами) (в предложение под цифрой 1 не обязательно вставлять, там я уже сама сделала)
Помогите! Верны ли следующее суждение о процесс обмен веществ А. Процесса образования сложных веществ из более простых. Б. Процесса расщепления сложн … ых веществ на простые. В. Процесс, сопровождающийся поглощением и выделением энергии. 1. Верно только А 2.Верно только Б 3.Верно только В 4. Все утверждения верны 4. Органы растения, участвующие в обмене веществ: А. Корень Б. Побег В. Листья и стебель Г. Все ответы верны 5. У холоднокровных организмов: А. Постоянная температура тела. Б. Есть физиологические механизмы терморегуляции. В. Непостоянная температура тела, зависит от температуры окружающей среды. Г. Температура тела не зависит от температуры окружающей среды.
За это задание ты можешь получить 2 балла. Уровень сложности: повышенный.
Средний процент выполнения: 59.9%
Ответом к заданию 14 по биологии может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Задачи для практики
Задача 1
Установите последовательность этапов работы сердца, начиная с систолы предсердий. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- кровь из вен попадает в предсердие и частично стекает в желудочки
- кровь из предсердий поступает в желудочки
- сокращение желудочков
- сокращение предсердий
- кровь из желудочков поступает в лёгочную артерию и аорту
- расслабление предсердий и желудочков
Решение
В цикличном функционировании сердца различают две фазы: систолу (сокращение) и диастолу (расслабление). Во время систолы полости сердца освобождаются от крови, а во время диастолы заполняются кровью. Период, включающий одну систолу и одну диастолу предсердий и желудочков называется циклом сердечной деятельности. Систола предсердий у животных длится 0,1 с, а систола желудочков — 0,3 с. Общая пауза сердца (одновременная диастола предсердий и желудочков) длится 0,4 с. В течение этого периода сердце отдыхает.
Задача 2
Установите последовательность процессов, происходящих во время выдоха. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- диафрагма и межрёберные мышцы расслабляются
- объём лёгких уменьшается
- воздух силой давления альвеол и бронхов выталкивается наружу
- давление в лёгких увеличивается
- рёбра опускаются
- объём грудной клетки уменьшается до обычных размеров
Решение
Механизм выдоха отличается тем (от вдоха), что спокойный выдох происходит пассивно за счет сил, накопленных при вдохе. Для остановки вдоха и переключения вдоха на выдох необходимо прекращение посылки нервных импульсов из дыхательного центра к мотонейронам спинного мозга и мышцам вдоха. Это приводит к расслаблению мышц вдоха, в результате чего объем грудной клетки начинает уменьшаться под влиянием следующих факторов: эластической тяги легких (после глубокого вдоха и эластической тяги грудной клетки), силы тяжести грудной клетки, приподнятой и выведенной из устойчивого положения при вдохе, и давления органов брюшной полости на диафрагму. Для осуществления усиленного выдоха необходима посылка потока нервных импульсов из центра выдоха к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим мышцы выдоха — внутренние межреберные и мышцы брюшного пресса. Их сокращение приводит к еще большему уменьшению объема грудной клетки и удалению большего объема воздуха из легких за счет подъема купола диафрагмы и опускания ребер. Уменьшение объема грудной клетки приводит к снижению транспульмонального давления. Эластическая тяга легких становится больше этого давления и вызывает уменьшение объема легких. Это увеличивает давление воздуха в альвеолах (на 3-4 см вод. ст. больше атмосферного) и воздух по градиенту давления выходит из альвеол в атмосферу. Совершается выдох
Задача 3
Установите последовательность этапов транспорта кислорода в организме человека, начиная с поступления его в лёгкие. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- поступление кислорода в лёгкие
- проникновение кислорода в тканевую жидкость
- участие кислорода в клеточном дыхании
- проникновение кислорода в митохондрии
- перенос кислорода клетками крови
- поступление кислорода в клетки тела
Решение
При поступлении кислорода в легкие кровь сразу начинает переносит его к тканям и клеткам организма. Кислород начинает проникновение в клетку и связывается с митохондриями. И только после этого полученный кислород используется для клеточного дыхания.
Задача 4
Установите последовательность процессов при чихании. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- глубокий вдох и наполнение лёгких воздухом
- закрытие глаз
- энергичное выдыхание с открытием носоглотки
- ощущение щекотания в носу
- сокращение межрёберных мышц, диафрагмы и прямых мышц живота, мышц гортани (с закрытием голосовой щели)
- поднятие мягкого нёба, прилегание спинки языка к твёрдому нёбу, изолирующие носоглотку и ротовую полость
Решение
При раздражении слизистой носа, человек ощущает щекотание в носу. От этого происходит глубокий вход и поднятие мягкого неба. Это изолирует носоглотку и носовую полость. Рефлекторно закрываются глаза, сокращаются межреберные мышцы и происходит резкий выдох.
Задача 5
Установите последовательность передачи информации во вкусовом анализаторе. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- раздражение вкусовых рецепторов
- анализ информации во вкусовой зоне коры больших полушарий
- передача вкусовых импульсов в подкорковые ядра
- при попадании пищи в ротовую полость происходит растворение веществ, входящих в её состав, с помощью слюны
- возникновение вкусовых ощущений, которые имеют также эмоциональную окраску
- передача информации по вкусовому нерву
Решение
При попадании пищи в ротовую полость происходит растворение веществ, входящих в её состав, с помощью слюны. От этого вкусовые рецепторы раздражаются. Передача раздражения происходит по вкусовому нерву. Таким образом нервные импульсы из хеморецепторов могут достигнуть головного мозга. Для этого существует проводниковая часть. Она представлена волокнами одиночного пути. В него входят несколько нервов: лицевой, языкоглоточный, блуждающий и язычный. Именно по ним нервные импульсы поступают в стволовую часть головного мозга – в продолговатый мозг и мост, а из них – к зрительным буграм (таламусу) и, наконец, в височную долю коры головного мозга. Корковая часть любого из существующих анализаторов обязательно представлена соответствующим участком центральной нервной системы, находящимся в коре головного мозга. В ней осуществляются главные функции вкусового анализатора – восприятие и различие вкусовых ощущений. Возбуждение по центростремительным нервам поступает в височную долю коры головного мозга, где и происходит окончательная дифференциация соленого, горького, сладкого и кислого вкуса пищи.
Задача 6
Установите последовательность процессов, происходящих в выделительной системе человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- поступление первичной мочи в извитые канальцы
- в капиллярах клубочка происходит фильтрация крови
- поступление мочи по мочеточникам в мочевой пузырь
- поступление вторичной мочи в лоханку
- реабсорбция — образование вторичной мочи
- образование первичной мочи
- выведение мочи через мочеиспускательный канал
Решение
Образование мочи начинается в гломерулярных клубочках, через которые кровь проходит со скоростью 1,25 л/мин. Второй этап образования мочи заключается в том, что первичная моча проходит по сложной системе канальцев, где последовательно из фильтрата всасываются нужные для организма вещества и вода. Около 99% профильтрованных клубочками воды и целого ряда веществ (например, аминокислот, средних и низкомолекулярных полипептидов, электролитов, глюкозы и др.) реабсорбируется обратно в кровь. Если бы в почках отсутствовали механизмы реабсорбции продуктов из клубочкового фильтрата, то за несколько часов организм потерял бы весь объем крови. Таким образом, за сутки человек выделяет только около 1,5 л мочи, или менее 1% количества плазмы крови, профильтровавшейся в клубочках, а 99% реабсорбируется в канальцах почек и возвращается в кровоток. Выведение мочи наружу проходит по мочевым путям.
Задача 7
Установите последовательность процессов ответной реакции организма при вирусной атаке. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- образование антител В-лимфоцитами
- активация В-лимфоцитов
- взаимодействие антитело — антиген
- поглощение комплекса антиген — антитело
- проникновение вируса
- узнавание антигенов Т-лимфоцитами
Решение
При проникновении вируса в организм Т-лимфоциты узнают антигенов. Что заставляет активизироваться другие клетки В-лимфоциты. После этого В-лимфоциты образуют антитела, которые взаимодействуют с антигенами вируса. Таким образом, происходит поглощение антителами антигенов. Т.е. вирус побежден.
Задача 8
Установите последовательность передачи информации по звеньям рефлекторной дуги коленного рефлекса. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- передача возбуждения к четырёхглавой мышце бедра
- передача нервного импульса по аксону чувствительного нейрона
- передача информации к исполнительному нейрону
- сокращение четырёхглавой мышцы бедра
- лёгкий удар молоточком по сухожилию под надколенником
Решение
При ударе молоточком под колено возбуждается аксон (отросток) чувствительного нерва. Чувствительный нерв связан с исполнительным, которому он и передает возбуждение. Исполнительный нейрон связан с четырехглавой мышцей бедра, поэтому от нейрона возбуждение передается на мышцу. От этого она сокращается и коленный сустав рефлекторно разгибается.
Задача 9
Установите последовательность процессов передачи звука в слуховом анализаторе. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- колебание слуховых косточек
- колебание жидкости в улитке
- генерирование нервного импульса
- колебание барабанной перепонки
- передача нервного импульса по слуховому нерву в височную долю коры больших полушарий
- колебание мембраны овального окна
- колебание волосковых клеток
Решение
Для решения данной задачи нужно вспомнить строение слухового анализатора от наружного прохода вглубь. Именно так пойдут звуковые колебания. Сначала возбуждение достигает барабанной перепонки, она передает их на слуховые косточки: молоточек, наковальня, стремечко), далее колебания передаются на овальное окно, которое возбуждает жидкость в улитке. От этого начинают возбуждаться волосковые клетки, которые передают импульс по слуховому нерву в височную долю больших полушарий.
Задача 10
Установите последовательность процессов, происходящих при попадании соринки в глаз. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- передача нервных импульсов от рецепторов по чувствительному нейрону в нервный центр
- в нервный центр поступает информация об изменении ситуации, и нервный центр посылает импульсы к тормозным синапсам
- нервные импульсы передаются к исполнительному нейрону
- Везикулы с тормозными медиаторами попадают в синаптическую щель, медиаторы воздействуют на тормозные рецепторы и рефлекс прекращается.
- сокращение круговых мышц глаза, которые смыкают веки; удаление соринки
- возбуждение рецепторов оболочки глаза при попадании в него соринки
- передача нервного импульса к вставочному нейрону в пределах ЦНС
Решение
При попадании соринки первыми возбуждаются рецепторы оболочки глаза. Далее происходит передача нервных импульсов от рецепторов по чувствительному нейрону в нервный центр. Потом включается вставочный нейрон, который передает возбуждение исполнительному нейрону. Исполнительный нейрон смыкает веко глаза, сигнал поступает в нервный центр, и начинает выделяться слеза. Когда соринка удалена, в нервный центр поступает сигнал об изменении ситуации и рефлекс тормозится.
Задача 11
Установите последовательность процессов, происходящих при переваривании белков, поступивших с пищей. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- поступление белков с пищей
- всасывание аминокислот в кровь
- расщепление полипептидов ферментами поджелудочной железы до олигопептидов
- синтез собственных белков
- расщепление олигопептидов до аминокислот ферментами тонкого кишечника
- расщепление белков ферментами желудка до полипептидов
Решение
При поступлении пищи в организм расщепление белков начинается в желудке, под воздействием ферментов. Здесь белки расщепляются до полипептидов. Полипептиды – это тоже сложные вещества, поэтому они расщепляются до олигопептидов ферментами, содержащимися в соке поджелудочной железы. Далее пищевые массы продвигаются по кишечнику и в тонком кишечнике расщепляются до аминокислот ферментами кишечника. Из тонкого кишечника аминокислоты поступают в кровь, и в дальнейшем на основе полученных аминокислот начинается синтез своих собственных белков.
Задача 12
Установите последовательность этапов транспорта кислорода от лёгких до клеток головного мозга. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- лёгочные вены
- левое предсердие
- общая сонная артерия
- лёгочные капилляры
- левый желудочек
- аорта
- клетки головного мозга
Решение
Проникнув в носовую полость воздух (в частности и кислород) проходит путь: носоглотка - гортань - трахея - бронхи (разного порядка) - бронхиолы - альвеолы - капилляры малого круга кровообращения - легочные вены (разного порядка) - левое предсердие - левый желудочек - аорта - общая сонная артерия - внутренняя сонная артерия - ее многочисленные ветви питают головной мозг.
Задача 13
Установите правильную последовательность отделов пищеварительного канала у человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- глотка
- пищевод
- толстая кишка
- тонкая кишка
- желудок
- ротовая полость
Решение
При пищеварении пищевой комок проходит путь из ротовой полости в глотку, далее в пищевод. Пищевод заканчивается желудком. Из него пищевой комок проходит путь сначала в тонкий затем в толстый кишечник.
Задача 14
Установите правильную последовательность движения крови по большому кругу кровообращения, начиная с левого желудочка. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- левый желудочек
- аорта
- капилляры
- вены
- артерии
- правое предсердие
Решение
Большой круг берет свое начало в левом желудочке самым большим сосудом организма человека - аортой. Она несет артериальную кровь, содержащую необходимые для жизнедеятельности вещества и кислород. Аорта разветвляется на артерии, идущие ко всем тканям и органам, которые впоследствии переходят в артериолы, а затем в капилляры. Через стенку последних происходит обмен веществ и газов между тканями и сосудами. Получив продукты обмена и углекислоту, кровь становится венозной и собирается в венулы и далее в вены. Все вены сливаются в два крупных сосуда – нижнюю и верхнюю полые вены, которые затем впадают в правое предсердие.
Задача 15
Установите последовательность прохождения светового сигнала к зрительным рецепторам. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- роговица
- хрусталик
- сетчатка
- стекловидное тело
- зрачок
Решение
Что бы установить последовательность частей глаза, через которые проходи световой луч, нужно представить рисунок глаза в продольном разрезе и мысленно прочертить линию от роговицы до сетчатки, в данном направлении и будет проходить световой луч. От роговицы к зрачку, далее хрусталик, стекловидное тело и сетчатка.
Задача 16
Установите правильную последовательность процессов, происходящих с пищей в организме человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- всасывание питательных веществ в кровь
- образование каловых масс
- поступление пищи в кишечник
- расщепление белков пепсином
- расщепление крахмала амилазой слюны
- воздействие на пищевую кашицу желчи
Решение
Попав в ротовую полость углеводы, входящие в состав пищи расщепляются амилазой (ферментом) слюны. В дальнейшем белки расщепляются пепсином. Далее пищевой комок попадает в кишечник, где происходит взаимодействие с желчью. Образовавшиеся питательные вещества разносятся с током крови по тканям и органам, оставшиеся не расщепленные каловые массы выводятся наружу.
Задача 17
Установите правильную последовательность процессов, происходящих в организме человека при обмене углеводов. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- всасывание глюкозы в кровь и транспорт к клеткам тела
- расщепление крахмала ферментами слюны
- анаэробное расщепление глюкозы
- полное окисление до углекислого газа и воды
- расщепление углеводов ферментами сока поджелудочной железы и кишечного сока
Решение
Углеводы в организме начинаю расщепляться уже в ротовой полости под воздействием ферментов слюны. в дальнейшем при прохождении пищевого комка по желудочно-кишечному тракту углеводы продолжают расщепляться под воздействием ферментов желудочного сока и сока поджелудочной железы. После такого расщепления углеводы распадаются до простой глюкозы, которая через кровь попадает к клеткам тела, где происходит её анаэробное расщепление (т.е. без кислорода). Результатом всего этого процесса является образование углекислого газа и воды.
Задача 18
Установите правильную последовательность движения артериальной крови в теле человека, начиная с аорты. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- аорта
- артерии внутренних органов
- капилляры лёгких
- верхняя и нижняя полые вены
- лёгочные вены
- лёгочные артерии
Решение
Аорта распадается на артерии, которые доставляют кровь к органам. Далее от органов кровь поступает по верхней и нижней полой вене в правое предсердие и желудочек. От правого желудочка кровь идет в легочные артерии. Оттуда движется по капиллярам легких, насыщается кислородом и по легочным венам возвращается в левые отделы сердца.
Задача 19
Установите правильную последовательность этапов образования и движения мочи в организме человека. Запишите соответствующую последовательность цифр.
- накопление мочи в мочевом пузыре
- фильтрация плазмы крови из капилляров клубочка в полость капсулы нефрона
- поступление мочи в мочеточник
- движение мочи по извитым канальцам нефронов и образование вторичной мочи
- поступление мочи в почечную лоханку
Решение
Кровь, поступающая в клубочки, под действием осмоса и диффузии фильтруется через специфическую мембрану клубочков и теряет большую часть жидкости и растворимые как полезные химические вещества, так и шлаки. Продукт фильтрации крови в клубочках поступает в капсулу Боумена. Вода, шлаки, соль, глюкоза и другие химические вещества, которые от фильтровались из крови в капсулу Боумена, называются первичная моча. Далее моча перемещается по извилистым канальцам нефрона, что способствует образованию вторичной мочи. Из канальцев моча поступает в лоханку, а оттуда по мочеточнику в мочевой пузырь.
4.1. Транспорт кислорода
В сложных механизмах транспорта газов кровью и газообмена в тканях важная роль отводится эритроцитам, ответственным за доставку О2 к различным органам и удаление образующегося в процессе метаболизма СО2.
Эритроцит – безъядерная клетка, лишенная митохондрий, основным источником энергии для эритроцита служит глюкоза, метаболизируемая в гексозомонофосфатном шунте или цикле Эмбдена-Мейергофа. Транспорт О2 обеспечивается в значительной мере гемоглобином, состоящим из белка глобина и гема. Последний представляет собой комплексное соединение железа и порфирина. Глобин представляет собой тетрамер полипептидной цепи. Hb A (HbA) – основной гемоглобин взрослых содержит 2 – альфа и 2 – бета – цепи, Hb A2 – содержит две альфа и две дельта цепи.
Гем состоит из иона железа, встроенного в порфириновое кольцо. Ион железа гема обратимо связывает одну молекулу О2. С одной молекулой Hb максимально связываются 4 молекулы О2 с образованием оксигемоглобина.
Гем может подвергаться не только оксигенации, но и истинному окислению, когда железо становится из двухвалентного трехвалентным. Окисленный гем носит название гематина, а молекула гемоглобина становится метгемоглобином. В крови человека метгемоглобин находится в незначительных количествах, его уровень резко возрастает при отравлениях. Метгемоглобин не способен отдавать кислород тканям.
В норме метгемоглобин составляет менее 3% общего Hb крови. Основная форма транспорта О2 – в виде оксигемоглобина. Кислород транспортируется артериальной кровью не только в связи с гемоглобином, но и в растворенном виде. Принимая во внимание тот факт, что 1 г Hb может связать 1,34 мл О2, кислородная емкость крови в среднем у взрослого человека составляет около 200 мл/л крови. Одним из показателей кислородного транспорта является насыщение артериальной крови О2(Sa O2), равного отношению О2, связанного с Hb, к кислородной емкости крови:
SaO2=O2, связанного с Hb/O2 емкость крови* 100%.
В соответствии с кривой диссоциации оксигемоглобина насыщение артериальной крови кислородом в среднем составляет 97%, в венозной крови – 75%.
PaO2 в артериальной крови около 100 мм. рт. ст., а в венозной – около 40 мм. рт. ст.
Количество растворенного кислорода в крови пропорционально парциальному давлению О2 и коэффициэнту его растворимости.
Последний для О2 составляет 0,0031/100 мл крови/ 1 мм. рт. ст.. Таким образом, 100 мл крови при PaO2, равном 100 мм. рт. ст., содержит менее 0,31 мл O2.
Диссоциация оксигемоглобина в тканях обусловлена главным образом химическими свойствами гемоглобина, а также рядом других факторов – температурой тела, рН среды, р СО2.
При понижении температуры тела наклон кривой диссоциации оксигемоглобина возрастает, а при ее повышении – снижается, и соответственно снижается сродство Hb к О2.
При снижении рН, т.е. при закислении среды, сродство гемоглобина к О2 уменьшается. Увеличение напряжения в крови СО2 также сопровождается снижением сродства Hb к О2 и уплощением кривой диссоциации оксигемоглобина.
Известно, что степень диссоциации оксигемоглобина определяется содержанием в эритроцитах некоторых фосфорорганических соединений, главным из которых является 2,3 – ДФГ (2,3 дифосфоглицерат), а также содержанием в эритроцитах катионов. В случаях развития алкалозов, поглощение О2 в легких увеличивается, но в то же время затрудняется отдача кислорода тканями. При ацидозах наблюдается обратная картина.
4.2.Утилизация кислорода тканями
Касаясь патогенеза метаболических сдвигов, свойственных гипоксическим состояниям, следует отметить, что в организме человека более 90% всего потребляемого кислорода восстанавливается с участием цитохромоксидазы митохондрий, и лишь около 10% кислорода метаболизируется в тканях с участием оксигеназ: диоксигеназы и монооксигеназы.
Рис.6. Схема тканевого дыхания. Конечные продукты каждой стадии даны в рамке (Ленинджер А., 1999)
Наиболее многочисленны и сложны монооксигеназные реакции, протекающие в эндоплазматическом ретикулуме клеток при участии цитохрома Р-450 и обеспечивающие гидроксилирование субстрата (стероидных гормонов, лекарственных препаратов и различных др. соединений) и, как правило, его инактивацию.
Диоксигеназы катализируют реакции, в которых в молекулу органического субстрата включаются оба атома молекулы кислорода (например, реакция окисления катехола молекулярным кислородом с раскрытием кольца).
В реакциях, связанных с переносом электронов, т.е. в реакциях окисления-восстановления, где, как указывалось выше, используется более 90% потребляемого кислорода, атомы водорода, отщепленные дегидрогеназами от субстратов в цикле лимонной кислоты, передают свои электроны в цепь переноса электронов и превращаются также в Н +. Как известно, помимо 4 пар атомов водорода, поставляемых каждым оборотом цикла лимонной кислоты, образуются и другие атомы водорода, отщепленные дегидрогеназами от пирувата, жирных кислот и аминокислот в процессе их расщепления до Ацетил-СоА и других продуктов.
Таким образом, все атомы водорода, отщепляемые дегидрогеназами от субстратов, передают свои электроны в дыхательную цепь к конечному акцептору электронов – кислороду.
Касаясь последовательности транспорта электронов в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих на внутренней мембране митохондрий, прежде всего, следует отметить, что от всех НАД – зависимых реакций дегидрирования восстановленные эквиваленты переходят к митохондриальной НАДН – дегидрогеназе, затем через ряд железосерных ферментов передаются на убихинон М цитохрому b. Далее электроны переходят последовательно на цитохромы С1 и С, затем на цитохромы аа 3 (цитохромоксидазу – медьсодержащий фермент). В свою очередь цитохромоксидаза передает электроны на кислород. Для того, чтобы полностью восстановить кислород с образованием 2-х молекул воды требуется 4 электрона и четыре Н+ .
Скорость утилизации О2 в различных тканях различна. В среднем взрослый человек потребляет 250 мл О2 в 1 мин. Максимальное извлечение О2 из притекающей артериальной крови свойственно миокарду.
Кислород используется в клетках, в основном в метаболизме белков, жиров, углеводов, ксенобиотиков, в окислительно-восстановительных реакциях в различных субклеточных фракциях: в митохондриях, в эндоплазматическом ретикулуме, в реакциях липопероксидации, а также в межклеточном матриксе и в биологических жидкостях.
Коэффициент утилизации О2 в тканях равен отношению потребления О2 к интенсивности его доставки, широко варьирует в различных органах и тканях.
В условиях нормы минимальную потребность в О2 проявляют почки и селезенка, а максимальную потребность – кора головного мозга, миокард и скелетные мышцы, где коэффициент утилизации О2 колеблется от 0,4 до 0,6, а в миокарде до 0,7. При крайне интенсивной физической работе коэффициент утилизации О2 мышцами и миокардом может возрастать до 0,9.
Обмен дыхательных газов в тканях происходит в процессе свободной и облегченной диффузии. При этом О2 переносится по градиенту напряжения газа из эритроцитов и плазмы крови в окружающие ткани.
Одновременно происходит диффузия СО2 из тканей в кровь. На выход О2 из крови в ткани влияет диссоциация оксигемоглобина в эритроцитах, что обеспечивает так называемую облегченную диффузию О2. Интенсивность диффузионного потока О2 и СО2 определяется градиентом их напряжения между кровью и тканями, а также площадью газообмена, плотностью капилляров, распределением кровотока в микроциркуляторном русле. Интенсивность окислительных процессов в тканях определяется величиной критического напряжения О2 в митохондриях, которое в условиях нормы должно превосходить 0,1-1 мм рт. ст.
Соответствие доставки О2 к органам и тканям, возросшим потребностям в оксигенации обеспечивается на клеточном, органном уровнях за счет образования метаболитов изнашивания, а также при участии нервных, гормональных и гуморальных влияний.
Основная масса углекислого газа (СО2) образуется в организме как конечный продукт различных метаболических реакций и транспортируется к легким с кровью. Вдыхаемый воздух содержит лишь незначительное количество СО2.
Транспорт СО2 кровью осуществляется в 3-х состояниях: в виде аниона бикарбоната, в растворенной форме и в виде карбаминовых соединений.
СО2 хорошо растворяется в плазме крови и в артериальной крови, около 5% от общей двуокиси углерода содержится в крови в растворенной форме.
Анион бикарбоната составляет около 90% от общего содержания СО2 в артериальной крови: СО2+Н2О - Н++НСО-3.
Эта реакция медленно протекает в плазме крови, но чрезвычайно интенсивно происходит в эритроцитах при участии фермента карбоангидразы. Мембрана эритроцита относительно непроницаема для Н+, как и вообще для катионов, но в тоже время, проницаема для ионов НСО-3, выход которых из эритроцитов в плазму обеспечивается притоком Cl- из плазмы в эритроциты. Часть Н+ забуферивается гемоглобином с образованием восстановленного гемоглобина.
Третьей формой транспорта СО2 кровью являются карбаминовые соединения, образованные взаимодействием СО2 с концевыми группами белков крови преимущественно с гемоглобином:
Hb NH2 + CO2 - Hb NH COOH > Hb NH COO + Н+
Карбаминовые соединения составляют около 5% от общего количества СО2, транспортируемого кровью.
В оксигенированной артериальной крови напряжение СО2 составляет 40 мм. рт. ст., а в венозной крови Рv СО2 равно 46 мм. рт. ст.
4.4.Связывание гемоглобина с окисью углерода
Угарный газ (СО) – окись углерода обладает значительно большим сродством к гемоглобину, чем О2, с последующим образованием карбоксигемоглобина. СО входит в состав бытового газа, а также выделяется при работе двигателей внутреннего сгорания. При концентрации СО во вдыхаемом воздухе всего в количестве 7*10- 4 около 50% гемоглобина превращается в карбоксигемоглобин. В норме в крови содержится около 1% HbCO, у курильщиков – 3% . В крови водителей такси концентрация карбоксигемоглобина достигает 20%. Карбоксигемоглобин диссоциирует с отдачей О2 в 200 раз медленней оксигемоглобина и в то же время препятствует его диссоциации в тканях.
Читайте также: