Физиология. Вазифалари ва усуллари. Тиббиётдаги аҳамияти. ҚИСҚача тарихи. ҚЎЗҒалувчан тўҚималар физиологияси

Ўпкада газлар алмашинуви
Одатдаги шароитда одам таркиби нисбатан доимий бўлган атмосфера ҳавосидан нафас олади: О₂ – 20,93% , СО₂ – 0,03, N₂ ва инерт газлар – 78,54%, сув буғлари – 0,5%,нафас билан чиқариладиган ҳавода кислород озроқ, карбон икки оқсиди кўпроқ: О₂ – 16%, СО₂ – 4,5%, N₂ ва инерт газлар – 75,1% , сув буғлари - 4,4%; энг кам О₂ ва кўп СО₂ альвеоляр ҳавода бўлади: О₂ – 14% СО₂ – 5,5%, N₂ ва инерт газлар 74,2%, сув буғлари – 6,3% . Альвеоляр ва нафас билан чиқариладиган ҳаво таркиби орасидаги фарқ қуйидагича тушунтирилади: нафас билан чиқариладиган ҳаво альвеоляр ҳаво ва ўлик бўшлик ҳавосининг аралашмасидан иборатдир.

Атмосфера, альвеоляр ва нафас билан чиқариладиган ҳаво таркиби (%)

Ҳаво таркиби	Атмосфера ҳавоси	Альвеоляр ҳаво	Нафас билан чиқариладиган ҳаво
О2	20,93	14	16
СО2	0,03	5,5	4,5
N2	78,54	74,2	75,1
Н2О	0,5	6,3	4,4

Альвеоляр ҳаво организмнинг ички газ муҳитини ташкил этади ва артериал қоннинг газ таркиби мана шу ҳаво таркибига боғлиқ. Альвеоляр ҳаво таркибининг доимийлиги бошқарув механизмлар томонидан таъминланади. Альвеоляр ҳаво таркиби нафас олиш ёки чиқариш фазаларига қараб жуда кам ўзгаради, чунки газлар алмашинуви узлуксиз содир бўлиб туради ва ҳар бир нафас олганда альвеоляр ҳавонинг фақат 1\7 қисми янгиланади.

Одамнинг ҳар бир ўпкасида ўртача 400 млн альвеола бор, уларнинг диаметри 150-300 мкм. Альвеолалар ташқи юзасининг кўпчилик қисми қон айланиш кичик доирасининг капиллярларига тегиб туради. Бу контактларнинг суммар юзаси анча катта – 90м кв. Альвеоляр ҳаводан қонни ўпка мембранаси ажратиб туради. Ўпка мембранасининг қалинлиги 0,4-1,5 мкм бўлиб, у эндотелиал ҳужайралар, иккита асосий мембрана, ясси альвеоляр эпителий ва сурфактант қаватидан иборат.
Ўпкаларда газ алмашинуви кислороднинг альвеоляр ҳаводан қонга (бир кеча кундузда 500 л га яқин) ва карбон икки оқсидининг қондан альвеоляр ҳавога (бир кеча кундузда 430л га яқин) диффузияланиши натижасида содир бўлади. Диффузия бу газларнинг ҳаводаги ва қондаги парциал босимлари орасидаги фарқ туфайли амалга ошади.
Газлар аралашмасидаги муайян газнинг парциал босими умумий босимни ҳосил қилишдаги унинг улуши бўлиб, газнинг фоиз миқдорига ва аралашма умумий босимига мутаносибдир. Альвеоляр ҳавода О₂ парциал босими таҳминан 100 мм сим. уст., СО₂ нинг порциал босими 40 мм сим. уст. га тенг. Қон айланиш кичик доираси капиллярларидаги қонда (веноз қонда) РО₂ = 40 мм сим. уст, РСО₂=46 мм сим. уст.
Қонда газлар эриган (эркин) ва кимёвий боғланган ҳолда бўлади. Диффузияда фақат эриган газ молекулалари иштирок этади. Суюқликда эриши мумкин бўлган газ миқдори қуйидагиларга боғлиқ: 1) суюқлик таркиби, 2) газнинг ҳажми ва суюқлик устидаги босим, 3) суюқлик ҳарорати , 4) газ табиати. Мазкур газ босими қанча катта ва ҳарорати қанча паст бўлса, суюқликда шунчалик кўп газ эрийди. Босим 760 мм сим. уст., ҳарорати 38°С бўлганда 1 мл қонда 2,2% О₂ ва 5,1% СО₂ эрийди. Газнинг суюқликда эриши эриётган ва газ муҳитига чиқаётган газ молекулалари миқдори орасида динамик мувозанат вужудга келгунча давом этади. Эриган газ молекулаларининг суюқликдан газ муҳитига чиқишга интилган кучига газнинг суюқликдаги таранглиги дейилади. Шундай қилиб, мувозанат ҳолатида газ таранглиги суюқлик устидаги унинг парциал босимига тенг. Газнинг парциал босими унинг таранглигидан юқори бўлса, газ эрийди. Газнинг парциал босими унинг таранглигидан паст бўлса, газ эритмадан газ муҳитига чиқа бошлайди.
Ўпка мембранасининг газларга нисбатан ўтказувчанлигини ўпкаларнинг диффузион қобилиятида ифодалайдилар. Бу ўпка мембранаси орқали 1 минутда босимнинг 1 мм сим.уст. фарқи (градиент)га мос ўтадиган газ миқдоридир. Ўпкалар диффузион қобилияти мембрана қалинлигига мутаносибдир. Нормада ўпкалар диффузион қобилияти кислородга нисбатан 25 мл\мин мм сим. уст., СО₂ учун эса 24 марта юксакдир. Кислород диффузияси парциал босимларнинг 60 мм сим. уст. га тенг фарқи билан таъминланади. Қоннинг кичик доира капиллярларидан оқиб ўтиш вақти (0,7с) газлар парциал босимининг амалда тўла тенглашуви учун етарлидир: кислород қонда эрийди, СО₂ альвеоляр ҳавога ўтади.
Ўпкаларда газ алмашинуви учун альвеолалар вентиляцияси ва қон айланиши кичик доирасидаги қон оқими орасидаги нисбат муҳим моҳиятга эга. Бу нисбат нафас олиш охирида 0,8 га яқин, демак альвеолалар вентиляцияси ҳажми кичик доирадан вақт бирлигида оқиб ўтадиган қон миқдоридан камроқ. Ўпка учида, унинг асосига нисбатан, альвеолалар вентиляцияси самарадорлиги паст, капиллярлар перфузияси ҳам шунга мос. Қон оқими билан вентиляция ҳажми орасидаги мослик кичик доирадаги томирларнинг О₂ танқислигидан торайиши ва вентиляция паст бўлган соҳаларда қон оқимининг камайиши оқибатидир.