БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

9.5. Газообмен у млекопитающих

9.5.6. Объем легочного воздуха и емкость легких

Легкие молодой взрослой женщины вмешают в среднем около 4 л воздуха, а легкие молодого взрослого мужчины — около 5 л. На рис. 9.29 приведены некоторые показатели, характеризующие работу легких у молодого взрослого мужчины. Для женщин они будут примерно на 20% ниже, что отражает различия в общей массе тела.

1. Дыхательный объем — это объем воздуха, обмениваемого за один вдох и выдох. В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает примерно 450 мл воздуха. При максимальной физической нагрузке дыхательный объем составляет около 3 л.

2. Сверх 450 мл человек может вдохнуть еще около 1500 мл. Это так называемый дополнительный воздух.

3. После спокойного выдоха он может выдохнуть дополнительно около 1500 мл. Это — резервный воздух.

4. Если сделать максимальный вдох, а затем максимальный выдох, то общее количество выдыхаемого воздуха даст величину, называемую жизненной емкостью легких.

5. Даже после максимально глубокого выдоха в легких еще остается 1500 мл воздуха. Выдохнуть его не удается; он называется остаточным воздухом.

При вдохе из 450 мл вдыхаемого атмосферного воздуха в альвеолы попадает лишь около 300 мл, а приблизительно 150 мл остается в воздухоносных путях и в газообмене не участвует. При выдохе, который следует за вдохом, этот воздух выводится наружу неизмененным, не отличающимся по своему составу от атмосферного воздуха. Его называют поэтому воздухом мертвого пространства. Воздух, достигающий альвеол, смешивается здесь с 3000 мл уже находящегося в них воздуха. Вновь поступившая порция невелика по сравнению с объемом, к которому она добавляется; поэтому полное обновление всего находящегося в легких воздуха — по необходимости медленный процесс. Это медленный обмен между атмосферным и альвеолярным воздухом сказывается на альвеолярном воздухе столь мало, что его состав остается практически постоянным (13,8% кислорода, 5,5% СО₂ и 80,7% азота).

Рис. 9.29. Соотношение объемов воздуха, находящегося в легких (запись показаний спирометра). Спирограмму принято давать, как это сделано здесь, т. е. в перевернутом виде. На самом деле писчик кимографа при вдохе идет вниз (воздух из внутреннего сосуда выходит и сосуд опускается) а при выдохе — вверх (воздух поступает во внутренний сосуд и сосуд поднимается).

Интересно сравнить состав альвеолярного воздуха с составом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (табл. 9.4). Из таблицы видно, что одну пятую часть поступающего кислорода организм удерживает для своих нужд, тогда как выдыхаемое количество СО₂ в 100 раз больше того количества, которое поступает в организм при вдохе. В тесный контакт с кровью вступает альвеолярный воздух. По сравнению с вдыхаемым воздухом он содержит меньше кислорода и больше СО₂.

Таблица 9.4. Сравнение состава вдыхаемого, альвеолярного и выдыхаемого воздуха (в объемных процентах)