Механізми вдиху і видиху. Регуляція дихання
Оскільки вуглекислий газ безперервно надходить з крові в альвеолярний Повітря, а кисень поглинається кров’ю і витрачається, для підтримки газового складу альвеол необхідна вентиляція альвеолярного повітря. Вона досягається завдяки дихальним рухам: чергуванню вдиху і видиху. Самі легені не можуть нагнітати або виганяти повітря зі своїх альвеол. Вони лише пасивно слідують за зміною обсягу грудної порожнини. Оскільки тиск в плевральній порожнині, щілиноподібні простір між легкими і стінками грудної порожнини менше, ніж тиск повітря в легенях, легені завжди притиснуті до стінок грудної порожнини і точно слідують за зміною її конфігурації. При вдиху і видиху легенева плевра ковзає по пристеночной плеврі, повторюючи її форму.
Питання 2. За рахунок чого відбувається вдих і видих?
Вдих полягає в тому, що діафрагма опускається вниз, відсуваючи органи черевної порожнини, а міжреберні м’язи піднімають грудну клітку вгору, вперед і в сторони. Обсяг грудної порожнини збільшується, і легкі слідують цим збільшенням, оскільки містяться в легенях гази притискають їх до пристеночной плеврі.
Видих починається з того, що міжреберні м’язи розслабляються. Під дією сили тяжіння грудна стінка опускається вниз, а діафрагма піднімається вгору, оскільки розтягнута стінка живота тисне на внутрішні органи черевної порожнини, а вони – на діафрагму. Обсяг грудної порожнини зменшується, легені стискаються, тиск повітря в альвеолах стає вище атмосферного, і частина його виходить назовні. Все це відбувається при спокійному диханні.
Питання 3. Як працює дихальний центр?
Дихальний центр розташований в довгастому мозку. Він складається з центрів вдиху і видиху, які регулюють роботу дихальних м’язів. Спадання легеневих альвеол, яке відбувається при видиху, рефлекторно викликає вдих, а розширення альвеол рефлекторно викликає видих.
На роботу дихальних центрів впливають і інші центри, в тому числі розташовані в корі великих півкуль. Завдяки їхньому впливу дихання змінюється при розмові і співі. Можливо також свідомо змінювати ритм дихання під час фізичних вправ.
Питання 4. Що відбувається під час кашлю та чхання?
Подразнення слизової носа пилом або неприємно пахне речовиною викликає короткочасну зупинку дихання і змикання голосової щілини. Потім починається інтенсивний (форсований) видих. Тиск повітря наростає, і настає момент, коли він з силою проривається через зімкнуті голосові зв’язки. Струмінь повітря прямує назовні, і виникає характерний звук чхання. Разом з повітрям і слизом виділяються назовні і подразники слизової оболонки.
При кашлі відбувається те ж саме, що і при чханні, тільки основний потік повітря виходить через рот. Причиною кашлю може бути подразнення слизової оболонки легенів, бронхів, трахеї, гортані, а також плеври. Таким чином, чхання і кашель мають захисний характер.
Питання 5. Як здійснюється гуморальна регуляція дихання?
При м’язовій роботі посилюються процеси окислення. Отже, в кров виділяється більше вуглекислого газу. Коли кров з надлишком вуглекислого газу доходить до дихального центру і починає його дратувати, активність центру підвищується. Людина починає глибоко дихати. У підсумку надлишок вуглекислого газу видаляється, а недолік кисню заповнюється. Якщо концентрація вуглекислого газу в крові знижується, робота дихального центру гальмується і настає мимовільна затримка дихання. Завдяки нервової і гуморальної регуляцій в будь-яких умовах концентрація вуглекислого газу і кисню в крові підтримується на певному рівні.
Питання 6. У чому шкода куріння?
Наркогенное речовини, до яких належить і нікотин, який міститься в тютюні, включаються в обмін речовин і втручаються в нервову і гуморальну регуляції, порушуючи і ту і іншу. Крім того, речовини тютюнового диму дратують слизову оболонку дихальних шляхів, що веде до збільшення виділюваної нею слизу. Тому у курців буває кашель: легкі захищаються від шкідливого впливу куріння.
Куріння відбивається і на голосообразовании. Під впливом диму і зміни температури голосові зв’язки опухають, голос робиться хриплим.
Питання 7. Чи важливо знати, чим ми дихаємо?
Дуже важливо знати, чим ми дихаємо. Навіть у дуже задушливій кімнаті вміст кисню знижується незначно, але концентрація вуглекислого газу зростає швидко. При цьому несприятливо діє на організм не тільки він, але і тютюновий дим, і горілчаний перегар, та інші шкідливі речовини. Тому перебування в задушливому приміщенні веде до головного болю, млявості, зниження працездатності.
Там, де використовують пічне опалення, в повітрі може виявитися домішка окису вуглецю (СО) – чадного газу, який надзвичайно отруйний. Він легко утворює з гемоглобіном крові міцне з’єднання – карбоксигемоглобін. Захопили чадний газ молекули гемоглобіну надовго позбавляються можливості переносити кисень з легень у тканини. Виникає недолік кисню в крові і тканинах, що відбивається на роботі головного мозку та інших органів.
Питання в кінці параграфа.
Питання 1. Чому вентиляція легенів можлива тільки за умови, коли порожнини, в яких знаходяться легкі, герметично замкнуті, в плевральній порожнині підтримується тиск нижче атмосферного?
Завдяки еластичності легенів, герметичній замкнутості плевральної порожнини і наявності в ній тиску нижче атмосферного, легкі слідують за рухомими стінками грудної клітки і пасивно розтягуються. Тиск повітря в альвеолах легенів стає менше атмосферного, що призводить до руху повітря з навколишнього середовища в легені – відбувається вдих. Якщо відбувається розгерметизація плевральної порожнини, легені втрачають зв’язок з плеврою і можливість розширюватися слідом за грудною кліткою – спадаються.
Питання 2 Чому при пораненні, коли рана досягає плевральної порожнини, повітря зі свистом вривається всередину, легке спадается і функціонувати не може?
При пораненні, коли рана досягає плевральної порожнини, легке спадается, так як тиск в плевральній порожнині порівнюється з атмосферним і сила, що утримує легке в притиснутому до плевральної порожнини (і грудній клітці) положенні, пропадає.
Питання 3. Чому неушкоджене легке може працювати незважаючи на те, що другу легеню виведено з ладу?
Це відбувається через те, що кожне легке ізольовано один від одного.
Питання 4. Де знаходиться дихальний центр?
Дихальний центр знаходиться в довгастому мозку.
Питання 5. Чому вдих змінює видих?
Спадання легеневих альвеол при видиху рефлекторно викликає вдих, а розширення альвеол рефлекторно викликає видих. Здійснюється також гуморальна регуляція дихання. Активність дихального центру підвищується при збільшенні концентрації вуглекислого газу в крові.
Питання 6. Яка роль кашлю та чхання?
Чхання і кашель носять захисний характер, при яких разом з повітрям і слизом назовні виділяються подразники слизової оболонки дихальних шляхів.
Питання 7. Як змінюється повітря в приміщенні при великому скупченні людей і поганій вентиляції?
У таких умовах в приміщеннях відбувається зниження вмісту кисню і швидке зростання концентрації вуглекислого газу.
Питання 8. Які заходи першої допомоги необхідно здійснити при отруєнні чадним або побутовим газом?
При отруєнні чадним або побутовим газом потерпілого необхідно вивести на свіже повітря і змусити дихати глибше. Можна дати йому понюхати нашатирний спирт, потім напоїти чаєм. При втраті свідомості або зупинці дихання – зробити штучне дихання.
Питання 9. При ураженні чадним газом в крові утворюється карбоксигемоглобін. Які його властивості і чому чадний газ так небезпечний?
Чадний газ (CO) утворює з гемоглобіном досить стійке з’єднання – карбоксигемоглобін. У результаті молекули гемоглобіну виявляються зайнятими і не можуть переносити кисень, що призводить до кисневого голодування тканин. Особливо чутливі до дефіциту кисню клітини мозку.
Тривале перебування в атмосфері чадного газу призводить до смерті.
Питання 10. У чому шкідливу дію пилу?
Пил може механічно травмувати стінки легеневих пухирців, повітроносних шляхів, викликати алергію, ускладнювати газообмін. На порошинках осідають мікроби, віруси, що викликають інфекційні захворювання. Також пил може викликати і хімічні отруєння, якщо вона містить частинки свинцю, нікелю, хрому.
Питання 11. Які джерела забруднення атмосферного повітря?
До основних джерел забруднення можна віднести вихлопи автомобільного транспорту, промислові викиди газів, шкідливих хімічних речовин, використання отрутохімікатів, мінеральних добрив в сільському господарстві та ін.
Чим ми дихаємо?
Ми з вами почали частіше задумуватися про те, яку їжу їмо: еко – не еко, чи є в складі консерванти, емульгатори та інший Е-потріб. Ми почали задумуватися про якість води, яку ми п’ємо: встановлюємо фільтри, бігаємо з баклажками, думаємо про хлор у воді з-під крану. Дівчат турбує, якою косметикою вони користуються: корейська, білоруська, все одно, головне – щоб натуральна. Одяг – лише бавовна. Морозиво – із 33-ім ДСТУ, щоб без трансжирів. Але нас поки не турбує те, чим ми дихаємо.
Але ж стоп! Ми здійснюємо в середньому 1 вдих кожні 3-5 секунд, втягуємо в легені до 1 літра повітря і від його чистоти залежить, чи отримаємо ми, крім життєво необхідного кисню, в додаток те, що нам шкодитиме.
Оскільки це мій перший блог, почну з того, що інколи вечорами я бігаю. Не завжди є змога дістатися набережної чи якогось парку, тож бігати доводиться вулицями міста вздовж алей чи доріг. Вдихаючи на повні груди, інколи здається, що вдихати доводиться з вихлопної труби автомобіля чи труби ТЕЦ.
Повітря в нашому рідному місті Черкаси вимірюється трьома стаціонарними постами контролю якості повітря Черкаського обласного центру з гідрометеорології: центр міста (вул. Святотроїцька, 68), мікрорайон Дніпровський (вул. Гетьмана Сагайдачного, 146) та Південно-західний мікрорайон (вул. Олени Теліги, 4). Міряють 4 рази на добу протягом 6 днів на тиждень. Фінансується це все з міського цільового фонду охорони навколишнього природного середовища.
Стаціонарні пости вимірювання якості повітря в місті Черкаси
На сайті міської ради остання новина про стан атмосферного повітря від 27 січня 2020 року. В повідомленні зазначено, що індекс забруднення повітря (ІЗА) в листопаді складав 6,34, а в грудні – 5,63, що вважається підвищеним рівнем забруднення . Варто поспівчувати жителям мікрорайону «Д» та центра міста, адже повітря тут вважається найбільш забрудненим.
Річного звіту за 2019 рік поки немає, але динаміка ІЗА в попередніх роках негативна, тобто якість повітря з року в рік знижується (ІЗА в 2018 році в порівнянні з 2017 збільшився у 1,1 рази ).
Попри те, що деякі підприємства зменшили рівень промислової потужності, все ж більшість з них лишаються основними забруднювачами повітря. Це ПАТ «Азот», ПАТ «Черкаське хімволокно», ВП «Черкаська ТЕЦ», ТОВ «Група Венето», ТОВ «Черкаська продовольча компанія». АЛЕ вклад викидів забруднюючих речовин від автотранспорту перебуває на рівні, а то і перевищує обсяги викидів підприємств. І тут нам варто “подякувати” за чорні вихлопи 22-го чи якоїсь перекошеної 4-ки.
Нащо я це пишу, спитаєте ви? Та все просто. Мені не подобається стан повітря в місті. Я знаю, що його можна покращити. Для того, щоб щось виправляти, треба знати в чому проблема. Тож писатиму про таке:
– Запровадження громадського моніторингу стану повітря в нашому місті. Ця ініціатива має коріння з Німеччини, де громадська ініціатива luftdaten.info розповідає та консультує людей щодо того, як зробити датчик запиленості повітря своїми руками та підключити його до загальної системи моніторингу. Саме цій темі я присвячу наступну статтю.
Такий вигляд має система моніторингу стану повітря в Німеччині
– У Черкасах є три стаціонарні пости вимірювання якості повітря. Є розпорядження Кабміну про створення подібних пунктів аналізу якості повітря і в районних центрах. Повітря аналізується щодня, але інформацію про виміри ми отримуємо лише в кінці місяця, а доступу до результатів вимірів онлайн не маємо. Про систему моніторингу повітря в Україні та як її можна було б покращити – саме цьому буде присвячено окремий блог.
– Вентиляція у школах. Встановивши нові вікна, герметизувавши навчальні класи, місцеві чиновники забули про свіже повітря. За 45 хв уроку кількість кисню в класі зменшується, відповідно кількість СО 2 підвищується. Концентрація, продуктивність, рівень радості та щастя знижується, а отже й навчання стає неефективним.
– Радон. Радіоактивний газ, що потрапляє з ґрунту в повітря до рівня третього поверху. Вимірювання радону у США та країнах ЄС показують, що в середньому повітря кожного п’ятнадцятого будинку забруднене радоном. Цікаво буде перевірити як у нас з цим.
Завершу перший блог на позитивній ноті: на один громадський датчик аналізу повітря в місті Черкаси стало більше (зібрав його власноруч із деталей з Аліекспрес та встановив в себе на балконі). Хотів би розповісти та поділитися досвідом про те, як це робиться, на воркшопі. Тож очікуйте на анонс.
Сергій Шмиголь