Жаратылыстану факультеті Биология кафедрасы “Бекітілді”

1. 
   Қан айналу маңызы.
   
2. 
   Қанның қан тамырларындағы қозғалысы.
   

3. 
   Гемодинамика заңдылықтары.Қан қысымы.
   
4. 
   Қанның ағу жылдамдығы.
   
5. 
   Қан ағысының үздіксіздігі.
   
6. 
   Артериялық пульс(сфигмограмма)
   

Венада қан қозғалысының ерекшеліктері.

№ 19 Лекция

Адам мен жоғары сатыда дамығын омыртқалыларда тыныс алу процесі бірнеше кезенде атқарылацы: 1) сыртқы орта мен өкпе аль-веолалары арасыңцағы ауа алмасуы, немесе сыртқы тыныс; 2) окпе альвеолалары мен кіші қан айналым шеңбері капиллярлары арасын-дағы газ алмасу, немесе өкпедегі газ алмасу; 3) газдарцың қанмен тасымалцануы; 4) үлкен қан айналым шеңбері капиллярлары мен үлпа жөне мүше торшалары арасындағы газ алмасу — ішкі тыныс; 5) торшалардың оттегін пайдаланып, көмір қышқыл газды болуі, немесе торшалар митохондрияларьшдағы биологиялық тотьпу.Тыныс алу жүйесі деп организмді оттегімен қанықтырып, кемір қышқыл газдың денеден белінуін жөне организмнің барлық тіршілік әрекеттеріне қажет қуаттың (энергияның) бөлінуін қамтамасыз ететін мүшелер жиынтығын айтады. Адам мен омыртқалы жануарларда ол сыртқы тыныс мүшелеріңен, газдардың қанмен тасымалдануын қам-тамасыз ететін тетіктерден, үлпалық тъшысты қамтамасыз ететін орга-неллалардан, осы жүйе жүмысын реттейтін және ондағы ықпалдас-тықты (интеграция) қалыптастыратын механизмнен қүралацы. Ты-ныс аппараты цеп организмнің тыныс алуын қамтамасыз ететін мүше-лер жиынтығын айтады.

Адам мен сүт қоректілердің сыртқы тыныс аппараты жоғарғы (мүрын қуысы, аңқа, комекей) және төменгі (кеңірдек, ауа тамыр-лар - бронхылар мен бронхиолалар) тыныс жолдары мен газ алмасу мүшесі - оңжәне сол өкпеден түрады. Дем алынған кезде ауа жоғар-ғы тыныс жолдарына түсіп, онда шаң-тозаңнан тазарады, жьглына-ды, дымқылданады да, төменгі тыныс жолдарына өтеді.

Дем алынған кезце жүтылған ауаның 30 пайызы тыныс жолца-рынца қалацы ца, ол газ алмасу процесіне қатыспайды. Осы себепті мүрын қуысынан өкпе копіршіктеріне (альевеолаларға) дейінгі жол-цы "пайдасыз кеңістік "деп атайды. Бүл тек шартты атау, шын мөнінде тыныс жолдарының маңызды қызмет атқаратынын жоғарыда баян-дап өттік. Сонымен қатар мүрын қусының кілегейлі қабығында ты-ныс ауасының сапасын анықтауға мүмкіңдік беретін иіс рецепторла-ры орын тебеді. Тыныс жолдарында түрлі қорғаныс рефлекстерін (жетелу, түшкіру) тудыратын сезімтал нерв үштары да орналасады.

Ауаны жоғарғы тыныс жолынан өкпеге және одан кері бағытта откізетін түтік төрізді мүшені кеңірдек дейці. Оның қабырғасы ішкі кілегейлі, ортаңғы - шеміршекті жөне сыртқы-сірлі қабаттарцан түра-цы. Ортаңғы қабат түйықталмаған, біте жалғаспаған шеміршек сақина-ларынан түзілеці, сондықтан кеңірдек қуысы өрдайым ашылып түрады. Кеңірдек сақиналарыньщ саны мойынның үзьщдығьша байланысты. Жүректің жоғарғы түсыңца кеңірдек екі негізгі бронхыларға ажырап, кеңірдек ашамайын (бифуркациясын) түзеді.

Адам мен жануарлардың газ алмасу мүшесі - екпе, - қүрылысы жағынан түтікшелі - кепіршікті, паренхималы ағза. Ол тыныс жол-дарынан жөне газ алмасу бөлімінен түрады. Тыныс жолдарын брон-хы (ауа тамыр) тарамы, ал газ алмасу бөлімін - көпіршік (альевеола) бөлімі деп атайды. Бронхы тарамы арқылы ауа тазаланып, жылы-нып, дымқылданып, ионданып, альвеолаларға жеткізіледі. Альвеола тыныс жолының түйықталған соңғы бөлігі. Олардың қабырғасы ора-лымды мембранаға бекіген жүқа бір қабат жалпақ эпителий торша-ларынан түзіледі. Әр альвеола сырт жағынан тығыз орналасқан ка-пиллярлар торымен қоршалады. Окпе капиллярлары кең (диаметрі 40 мкм дейін) және тар (диаметрі 11 мкм) түзақ торлар қүрайцы. Кең түзақ капиллярларынан қан толассыз ағацы жөне ол альвеолалар кеңістігінің кеп мөлшерін қамтицы. Бүл капиллярлар түзағы бір-бірімен жалғаса келіп альвеолалық тор түзіледі. Альвеола мен капиллярдың жанасу беткейінің жалпы қалындығы бар болғаны 0,004 мм, сондықтан бұл жерде газдардың алмасуына айтарлық-тай кедергі болмайды.

Өкпеде альвеолалар саны орасан көп, сондықтан өкпенің тыныс-тық аумағы өте үлкен. Өкпе альвеолаларының саны 350 млн. жетеді де, олардыңжалпы беткейі 100-120 м² қүрайды, демекдене беткейінің мөлшерінен 100 есе артады.Тыныс алу жүйесі жануарлар дүниесінің даму жолында әр түрлі өзгерістерден өтеді. Бүл өзгерістер тіршілік ортасының жағдайлары-мен байланысты болады. Суда тіршілік ететін қарапайым организм-дерде (бір торшалы және төменгі сатыдағы көп торшалы) арнаулы тыныс мүшелері болмайды. Суда еріген оттегіні олар денесін қапта-ған қабықша арқылы сіңіреді. Тыныс алудың мүңдай түрін диффу-зиялы тыныс алу деп атайды.

Жануарлар организмінің күрделенуімен байланысты олардың жүтқыншақ қуысы қабырғаларында желбезек саңлаулары пайда бо-лады да, желбезекпен тыныс'алу түрі қалыптасады. Ауыз қуысынан жүтылған су осы желбезек санлаулары арқылы жүтқыншақтан сырт-қа өтіп, тыныс алу аппараты - желбезекпен жанасады. Суда еріген оттегі желбезектің жүқа қабыргаларыңдағы қан тамырлары арқылы сіңеді, ал қан қүрамындағы көмір қышқыл газы, керісінше, суға бөлінеді. Желбезекте қарсы ағын принципі (балықтарда) орын ала-ды, сондықтан судағы оттегі тиімді пайдаланылады.

Тіршіліктің қүрлыққа ауысуына байланысты атмосфералық ауамен тыныс алуға бейімделген газ алмасудың бірнеше түрі қалыптасады. Мысалы, омыртқасыздарда - кеңірдек, хордальгларда - өкпе, кейбір қүрттар мен насеком личинкаларыңда - дене жабыны, жүмыр қүртгар-да - ішек арқылы тыныс алу механизмдері дамиды. Кейбір жағдайда дене жабыны (тері) арқьглы тыныстау механизмі арнаулы тыныс алу мүшелері пайда болған жануарларда да сақталады. Мысалы, жел-безек аппараты дамыған жылан балықтар өздеріне қажет оттегінің 60 пайызын, ал өкпе пайда болған бақалар - 50 пайызын тері арқы-лы қабылдайды.

Өкпенің тыныстық беткейі дене қуысында орналасады да, ол кебірсуден сақталады. Өйткені газ алмасу процесі дүрыс жүру үшін ауаның дымқыл болуы қажет.

Сүт қоректі жануарлар өкпесі бронхы мен альвеола тарамдарынан түзілген паренхимадан және олардың арасыңдағы денекер үлпалы қүрылым — стромадан (тосеніштен) түрады. Строма арқылы окпе паренхимасына қан мен лимфа тамырлары жөне жүйке талшықтары өтеді. Бүл мүшеде ет талшықтары болмайды, сондықтан өкпе оз бетінше керіліп - сола алмайды. Осымен байланысты эволюциялық даму процесі барысыңда өкпенің ырықсыз желдетілу механизмі қалыптасқан.

Тыныс алу механизмі алма кезек ауысып отыратын дем алу және дем шыгару кезендерінен түрады. Тыныс алудың мүңдай түрі тыныс аппаратында жоғары ьглғалдьгқ сақтау мүқтаждығынан туған, себебі ауаның қүрғақтығы газ алмасу процесін шектейтін фактордың бірі. Осымен байланысты адам мен жоғары сатыдағы жануарларда газ ал-масу беткейі сыртқы ортамен жанаспай, дененің ішіңде орналасады.

Окпе альвеолары кокірек қуысы қимылдарының арқасында желдетіледі. Дем алу (инспирация) арнаулы тьшыс аддыратьш етгердің -инспираторлардьщ (кок ет, сыртқы қабырға аральгқ еттер, шеміршек аралық еттер, қабырға котергіш еттер, тос - бүғаналық еміздікше еттер т.б.) жиырылуының арқасында кокірек қуысының ені мен түрқының кеңеюінің әсерінен жүреді. Аталған еттердің жиырылуы-ның саддарынан қүрсақ ағзалары кейін (темен) ығысып, қабырғалар керіле көтеріледі. Кекірек қимылына сәйкес екпе де керіліп, оның ішіндегі ауа сиреп, қысым атмосфералық қысымнан сынап бағана-сымен 1—3 мм-ге темеңцейді де, сыртқы ортадан ауа екпеге сорыла-ды. Тыныс еттері босаңсыған кезде кокірек қуысы тарылып, екпедегі ауа сығьшады да, дем шығарылады. Дем шыққан соң аз уақытқа үзіліс (тыным) байқалады. Тыныс жиілеп, терендеген кезде дем шыгару (экспирация) арнаулы еттердің - экспираторлардьщжиырылуы арқасьш-да жүреді. Экспираторларга ішкі қабырға аралық еттер, сыртқы жене ортанғы сегізкоз еттері, қүрсақтың қиғаш және тік еттері т.б. жатады.

Тыныс алу процесін қамтамасыз ететін еттердің табиғатына бай-ланысты тыныс үш түрге (типке) белінеді.

1-көкіректік (костальдық) тыныс, тыныс алу механизмінде кекірек қуысы еттерінің - қабырға аралық еттердің, басымырақ қатысуымен сипатталады.

2-қурсақтық (абдоминалдық) тыныс, тыныс алу механизмінде қүрсақ еттерінің - кек еттің, басымырақ қатысуымен сипатталады.

3-аралас (косто-абдоминалдық) тыныста, тыныс алу процесінде аталған еттердің екі тобы да қатысады.

Көкіректік тыныс әйеддерге, қүрсақтық тыныс - ер адамдарға, ал аралас тыныс - жас өспірімдер мен малға тән. Дегенмен, организмнің физиологиялық күйіне байланысты тыныс түрі өзгеруі мүмкін. Көкірек қуысы кеңейсе өкпе керіліп, оның көлемі үлкейеді, ал ол тарылса - өкпе сығылып, колемі кішірейеді. Демек, окпе кокірек қуысына ілесіп, өз көлемін оның қимылдарына байланысты озгертіп отырады. Өкпенің осылай кәкірек қуысы қимыдцарьш қайталап оты-руының екі түрлі себебі бар. Біріншіден, өкпе көкірек қабырғасымен тікелей жанаспайды, олардьщ арасьшда плевраньщ астарлық (париет-талдық) жөне беткейлік (висцеральдық) жапырақшаларымен көмкерілген плевра аралық қуыс болады. Бүл қуыс алғашқы дем алумен байланысты пайда болады. Қүрсақтық даму кезеңінде өкпе іске қосылмайды. Үрықтың (іштолдің) тьшыс алу процесі серік (пла-цента) арқьшы жүреді. Кекірек қуысын өкпе мен жүрек толтырып жатады. Қүрсақтық даму кезеңі аяқталып, нөресте (тол) туылғаннан соң алғашқы тыныс алынған кезде инспираторлардың жиырылуы-ның саддарынан қабырғалар кетеріліп, олардың басы омыртқалар-дағы арнаулы ойыстарға бекиді. Осы кезден бастап кокірек қабырға-сы мен көкірек қуысында орналасқан жүрек пен өкпе арасында аз ғана қуыс пайда болады. Осы қуыстағы қысым атмосфералық қысым-нан с.б. 6-15 мм-ге кем, демек, қуыста теріс қысым қалыптасады. Сол себепті атмосфералық ауа өкпеге тек ішкі - альвеола, - жағынан әсер етеді, сырт жағынан оған қарсы әсер болмайды да, өкпе кекірек қимылына ілесе керіледі. Егер плевра, аралық қуысқа инъекциялық ине қадаса, онда оған атмосфералық ауа сорылады да (пневмото-ракс), қуыстағы қысым атмосфералық қысымға теңесіп, окпе семіп қалады (ателектаз), өкпенің қызметі тоқтайды. Екіншіден, өкпедегі серпімді үлпа элеменгтері және өкпе көпіршіктерінің беттік тарты-лысы оралымды күш тудырып, керілген екпенің бастапқы қалпына оралуын қамтамасыз етеді.

Өкпе желдетілуінің минуттық келемі әзгермелі шама. Ол тыныс жиілігі мен тереңдігіне, өкпенің сиымдылығьша, сыртқы орта темпе-ратурасына т.б. байланысты озгеріп отырады. Өкпе қуыс ағза. Ол белгілі молшерде ауа сиғыза алады. Мысалы, адам еркін дем алған кезде 500 мл ауа жүтып, дәл осы молшерде дем шығарады (жылқы - 5-6 л). Бүл тыныстық ауа.

Адам терең дем алса тыныс ауасына қосымша 1,5 л (жылқы 10-12 л) ауа жүта алады. Ауаның бүл мөлшерін қосымша (үстеме) ауа деп атайды. Қалыпты дем шығарған соң адам тағы да 1,5 л (жылқы 10-12 л) шамасыңда ауа боле алады. Бүл қордагы ауа. Осы аталған тыныстық, қосымша және қордағы ауаның қосыңдысын әкпенің тіршіліктік (әре-кет) сиымдылыгы - ОТС) деп атайды. Адамда ол 3,5-4 л, ал жылқыда 26-30 л шамасында. Ең терең дем шығарылғаннан кейін де өкпеде шамамен 1 л (жылқыда 10 л) ауа қалады. Ауаның бүл бөлімін қал-дық ауа дейді. Қордағы және қалдық ауа альвеолалық ауа түзеді. Өкпенің тіршіліктік сиымдьшығы мен қалдық ауа қосындысын өкпенің жалпы сиымдылыгы (ӨЖС) дейді. Демек, өкпе әрекеті тоқтағанының өзінде өкпеде қалдық ауа қалады, сондықтан бір рет тыныс алған өкпеде әр уақытта ауа болады. Қалдық ауа өкпені суға батыртпайды.

Тыныс алу процесі кезінде организм атмосфералық ауаны қабыл-дайды. Атмосфералық ауа әр түрлі газдардың қоспасы. Оның қүра-мында 20,82% оттегі, 0,03% көмір қышқыл газы, 79,03% азот, 0,15% су буы болады. Ал, деммен шыққан ауа қүрамында 16,3% оттегі, 4,4% көмір қышқыл газы, 79,7% азот кездеседі. Демек, организм тыныстық ауадан 5 пайызға жуық оттегі сіңіріп, 4,4% көмір қышқыл газын бөледі, азот газ алмасу процесіне қатыспайды.

Мүндай жағдай газ алмасу процесінің белгілі заңдылықпен жүретінінің дәлелі. Организмде газдар өздерінің үлес қысымына сәйкес алмасады. Үлес қысым деп ауадағы әрбір газдың өзі тудыратын қысым мөлшерін айтады. Мысалы, атмосфералық ауадағы оттегінің үлес қысымы с.б. 158,25 мм, көмір қышқыл газдың үлес қысымы - 0,3 мм, азот қысымы - 596,45 мм. Альвеола ауасында оттегі қысымы -101 мм, көмір кышқыл газ қысымы - 40 мм, азот қысымы - 573,8 мм. Ал, вена қанының қүрамында 12 көлем пайыз оттегі, 50-56 көлем пайыз көмір қышқыл газы және бір көлем пайыз азот болады, осыдан ондағы оттегінің үлес қысымы 40 мм, көмір қышқыл газының қысы-мы - 46 мм, азоттың қысымы 573 мм шамасыңда сақталады. Артерия қаны, вена қаны, үлпалық сүйық және альвеола ауасындағы азоттың үлес қысымы өзгермейді, сондықтан азот газ алмасу процесіне қатыс-пайды. Ал, басқа газдар үлес қысымы жоғары жақтан үлес қысымы төмен жаққа өтеді. Сондықтан оттегі альвеоладан вена қанына, ал көмір қышқыл газы вена қанынан альвеола қуысына өтеді. Артерия қаны оттегімен қанығып, көмір қышқыл газынан тазарады, сондық-тан ондағы оттегінің үлес қысымы с.б. 95 мм, көмір қышқыл газ қысымы 40 мм деңгейінде сақталады. Үлпа сүйықтығында аталған газдардың бүл көрсеткіші тиісінше 20-40 жөне 60 мм, сондықтан отгегі қаннан үлпалық сүйыққа (95-20=+75), ал көмір қышқыл газы -үлпалық сүйықтан (60-40=+20) қанға өтеді. Сонымен, организмде газ алмасу процесі газдардьщ үлес қысымьшьщ градиентіне сәйкес жүреді: газ қысымы көп жақтан қысымы аз жаққа өпгеді. Газдьщ қан мен альвео-ладағы үлес қысымы теңескен кезде газ алмасу процесі тоқтайды. Сол себепті отгегі мен көмір қышқьгл газының концентрациясы артерия қаны мен дем ауасында бір деңгейде болады.

Қанның газдық қүрамы күрделі. Артерия қанында 18-20 көлем пайыз оттегі (100 мл қанда 18-20 мл оттегі), 40 көлем пайыз көмір қышқыл газы және 1 көлем пайыз азот болады. Вена қанында 12 көлем пайыз оттегі, 50-56 көлем пайыз көмір қышқыл газы және артерия қанындағы мөлшерде азот болады. Қалыпты жағдайда қанда оттегінің 0,3 көлем пайызы, ал көмір қышқыл газдың 2,7 көлем пайызы ғана ерітінді күйінде тасымалдана алады. Бүл газдардың негізгі мөлшері химиялық қосылыстар түрінде тасымалданады деген сөз.

Оттегі қан арқылы гемоглобинмен қосьглыс түрінде (оксигемог-лобин - Нв0₂) тасымалданады. Қалыпты жағдайда 1 г гемоглобин 1,34 мл оттегіні қосып алады. Отгегімен қаныққан 100 мл қандағы оттегі мөлшері қанның оттектік сиымдылыгы деп аталады. Қанның оттегімен қанығу деңгейі тек гемоглобин мөлшеріне ғана емес, оттегінің үлес қысымының деңгейіне байланысты да өзгереді. Оттегінің үлес қысымы төмен болса, оксигемоглобин баяу өрі аз мөлшерде түзеледі. Қысым с.б. 10 мм-ге жеткенде гемоглобиннің 55 пайызы, 62 мм-ге кеткенде - 90 пайызы, ал 100- мм-ге жеткенде - 96 пайызы оксигемоглобинге айналады. Қалыпты жағдайда артерия қанындағы оттегінің үлес қысымы с.б. 95-110 мм тең, демек қан-дағы барлық гемоглобин оксигемоглобин түрінде болады. Жоғары-да келтірілген деректер оттегінің меншікті қысымының 60-100 мм аралығында ауытқуы түзілген оксигемоглобин мөлшерін онша көп өзгерте қоймайтынын байқатады. Осының нөтижесінде атмосфе-рада оттегінің мөлшері 10 пайызға төмендегеннің өзінде тыныс айтарлықтай бүзылмайды.

Тыныс алу процесіне қатысатын екінші газ - көмір қышқыл га-зының тек қана 2,7 көлем пайызы еріген күйде, 4-5 көлем пайызы гемоглобинмен қосылыс түрінде (НвС0₂) тасымадданады да, негізгі бөлігі бикарбонаттарға айналады. Қанда еріген көмір қышқыл газы тыныс алу жөне қан айналым процестерін реттеуде, капиллярлардағы зат алмасу процестерінде зор рөл атқарады.

Үлпаларда түзілген көмір қышқыл газы үлпалық сүйық арқылы қан плазмасына өтіп, одан кейін эритроциттердің ішіне енеді де, карбогидраза ферментінің ықпалымен суға қосылып көмір қышқы-лы (Н₂С0₃) түзіледі. Бүл қышқыл қышқылдық қасиеттері жағынан қалыпты гемоглобиннен (отгегінен ажыраған гемоглобиннен) басым. Бүл процесті төмеңдегшіе бейнелеуге болады.

Сонымен, көмір қышқыл газын эритроциттер калий бикарбонаты түріңде тасымаддайды. Эритроцит мембранасы көмір қышқыл газын жақсы өткізетін болғаңдықтан оның ішіңде көмір қьппқыльшьщ кон-центрациясы өсе түседі. Бүл қышқыл Н⁺ жөне НС0₃" иондарына ажырайды да, НС0₃" иоңдарының артық мөлшері плазмаға шығады, олардьщ орнына плазмадан эритроциттерге С1" ионы енеді. Осының нәтижесінде плазмада №⁺ иондары босап, олар НС0₃" иондарымен қосылады да, натрий бикарбонаты түзіледі. Демек, плазма арқылы көмір қышқыл газы натрий бикарбонаты түрінде тасымалданады.

Жоғары сатыда дамыған организмдердің тамаша ерекшеліктерінің бірі - олардың өз денесінде қажетті заттардың қорын жинау қабілеті. Осымен байланысты организмде белоктардың, көмірсулардың, май-лардың, минералды заттардың т.б. қорлары болады. Организм тіршілігін сақтау үшін оттегі де өте қажет, соңдықтан тыныс тоқтаса санаулы минутта тіршілік тоқтайды, организм өледі. Организм үшін ауа қүрамында оттегінің болуы ғана шарт емес, ауадағы оттегінің физикалық күйі маңызды. Себебі организмдегі тотығу процесі оттегінің табиғи молекуласының қатысуымен емес, оның теріс зарядталған иондарының қатысуымен жүреді. Ал мүңдай иондар тыныс жол-дарында онда бөлінетін шырыштың өсерімен пайда болады. Өкінішке орай оттегі иондары көп сақталмайды, олар бар болға-ны 10 минут ішінде бүзылады. Осымен байланысты организмде оттегі қоры жиналмайды.К
өп жағдайда заттардың оттегімен қосылуын тотьпу деп санайды. Электрондық теорияға сәйкес тотығу - атомның, молекуланың не ионның электроңды беруі. Тотығу нөтижесінде әдетге энергия бөлінеді. Ал гемоглобин қүрамында темір молекуласы болуымен байланысты ол оттегімен түрақсыз, қайтарымды қосылыс - оксигемоглобин түзеді. Гем қүрамындағы темірдің әрбір атомы оттегінің бір молекуласы-мен байланысады, басқаша айтқанда гемоглобиннің бір молекуласы оттегінің төрт молекуласын қосып алады. Бүл қүбылысты мына реакция түріңде бейнелеуге болады:

Бүл реакциялардағы оттегінің гемоглобинмен қосылуы тотығу процесіне жатпайды, себебі реакция кезінде темір атомы электрон жо-ғалшайдьі, темір екі валентті күйінде қалады. Сол себепті бүл процесс тотығу (оксидация) емес, оттегімен қанығу (оксигенация) деп аталады.

Организм өзінің тіршілік әрекетін сақтау, қүрылымдарын өзгертіп, жаңарып отыру үшін көп мөлшерде қуат шығындайды. Ал, организмнің шығындаған қуаты белоктардың, көмірсулардың, май-лардың тотығуы нәтижесіңде толықтырылып отырады. Өз кезегінде тотығу процесін жүргізу үшін оттегі қажет. Денеде оттегі қоры болмайтындықтан организм оны өзіне қажетті мөлшерде қоршаған ортадан алып отырады. Бүл қызметті тыныс алу мүшелері атқарады.

Ал үлпалар мен мүшелердің оттегіне сүранысынан және денеде жиналған көмір қышқыл газдың организмге әсерінен тыныс алуға мүқтаждық туындап отырады. Бүл қүбылыстың мәнін үғыну үшін тыныс алу процесінің реттелу механизмін талдап өткен жөн.

Жоғары сатыдағы омыртқалылардың тыныс алу процесі үш түрлі рецепторлық (сезімтал) қүрылымдардың қатысуымен атқарылады. Оның бірі - тыныс орталығына өкпенің керілу және солу деңгейі жайлы ақпарат жіберіп отыратын өкпедегі сезімтал нерв үштары -рецепторлар.

Мида тыныс орталығының болатыны жайлы алғашқы болжамды 1812 жылы Легалуа айтқан. Осыдан отыз жыл өткен соң 1842 жылы Флуранс сопақша миға ине қадау арқылы тәжірибе үстінде тынысты тоқтатып, малды өлтіруге болатынын дөлелдеген. Сопақша мидың осы нүктесі "омір түйіні" деген атқа ие болған. 1885 жылы орыс физиологы Н. А. Миславский тыныс орталығының сопақша мидың торлы қүрылымының (ретикулярлы формация) төртінші қарыншасы-ның түбінде орналасатынын анықтады. Бүл орталық дем алуды жөне дем шығаруды реттейтін бөлімдерден түрады. Олардың әрекетін ми көпірінде орналасқан Лумсден ашқан пневмотаксистік орта-лық реттейді. Бүл орталық дем алынған кезде дем шығару орталы-ғын, ал дем шығарылған кезде — дем алу орталығын қоздырып, дем алу және дем шығару процестерінің ырғақты түрде алмасып отыруына мүмкіндік береді.

Өкпе үлпасынан тыныс орталығына рефлекстік әсер болатынын 1868 жылы Э. Геринг пен И. Брейер дәледдеді. Кезеген нерв өкпеде екі түрлі механорецепторлар түзеді. Олардың бір түрі окпе үлпасы керілгенде, екінші түрі — солғанда тітіркенеді. Олар орталыққа қай кезде дем алу немесе дем шығару процесін тоқтатып, оларды қарама-қарсы әрекетпен алмастыру қажеттігін хабарлап отырады. Дем алу кезеңінде өкпедегі механорецепторлар қозу толқынын орталықтың экспирациялық беліміне бағыгтайды, соңдықтан инспираторлар әрекеті тоқтап, дем шығару кезеңі.басталады. Ал дем шығарылған кезде механорецепторлардың екінші түрі тітіркеніп, қозу орталықтың инспирациялық бөліміне бағытталады да, экспирация тоқтап, инспирация басталады. Сонымен, дем алу рефлекстік жолмен дем шығаруды, ал дем шығару - дем алуды тудырады. Тынысты реф-лекспен реттеуде плевра, кекірек және қүрсақ ерттерінің механо-рецепторлары да қатысады.

Тынысты рефлекстік жолмен реттеуде күре тамыр мен қолқа түйіңдеріндегі хеморецепторлар да маңызды рөл атқарады. Бүл хемо-рецепторлар қанның газдық қүрамын бақылап отырады, қанда оттегі мелшерінің азаюы салдарынан қозады. Сондықтан қанда оттегі мөлшері төмендесе, тыныс рефлекс түрінде жиілейді.

Хеморецепторлар тынысорталығының өзіңце де бола-ды. Олар қан қүрамыңцағыкөмір қышқыл газ мөлшерін қадағалап отырады. Егер қан-15-сурет. Фредерик тәжірибесі да көмір қышқыл газының мөлшері көбейсе, орталықтың қызметі күшейіп, тыныс тереңдеп, жиілейді. Керісінше комір қышқыл газының мөлшері азайса, тыныс сирейді, кейде аз уақытқа тоқтап та қалады (апноэ). Демек, тыныс орталығының негізгі гуморальды реттеушісі - комір қышқыл газы.

Тынысты реттеуде қанның газдық қүрамының маңызын Л. Фре-дерик айқас қан айналым жасаған тәжірибесімен дәлелдеген. Бүл тәжірибеде арнаулы операция арқылы екі иттің күре тамырлары мен ойыс веналары айқастырылып жалғастырьглады. Оның нәтижесінде бірінші иттің денесінен қан екінші иттің басына, ал екінші иттің денесінен - бірінші иттің басына баратын болады (15-сурет). Егер бірінші иттің кеңірдегін қысып, оны түншьгқтырса (асфиксия), екінші иттің тынысы жиілейді, ол ентіге бастайды (диспноэ). Оның себебі, түншықтырудың әсерінен бірінші иттің қанында С0₂ кебейіп (ги-перкапния), оттегі азаяды (гипоксвмия). Осындай қүрамды қан екінші иттің тыныс орталығына әсер етеді де, оның тынысы жиілейді, өкпенің желдетілуі күшейеді. Демек, екінші иттің қанында оттегі кобейіп, комір қышқыл газы азаяды. Бүл қан бірінші иттің басын қоректен-діретіндіктен, оның тьшыс орталығының қозғыштьіғы темендеп, ты-ныс сирейді, немесе тоқтайды. Сонымен оттегінің жетіспеуі және көмір қышқыл газының қаңда жиналуы тыныс орталығын қоздыра-тын факторлар болып табылады. Тыныс орталығының қозғьпптығы-на қандағы сутегі иондарының концентрациясы да әсер етеді.

Тыныс орталығы орталықтан тебетін нерв талшықтары арқылы жүлынның мотонейрондарымен байланысады. Жүлынның көкірек белігінің вентральды мүйізінде қабырғааралық еттердің, ал мойын бөлігінің 3-4 омыртқа деңгейінде кок еттің (диафрагма) қызметін ретгейтін нейрондар орналасады. Танау еттерінің жиырылуьш реттейтін нерв талшықтары беттік нерв қүрамында, комекей еттерінің қызметін реттейтін талшықтар - кезеген нерв қүрамында өтеді. Сондықтан жүлынды мойын мен кекірек бөліктерінің арасын ала қиса, қабырға-аралық еттердің жиырылуы тоқтап қалады да, көк еттің қызметі жалғаса береді. Оның себебі бүл жағдайда көк ет нервінің ядросы мен тыныс орталығы арасындағы байлаңыс үзілмейді. Ал жүлынды сопақша мидан бөліп тастаса, оңца тыныс тоқтап, организм түншы-ғып өледі. Бүл жағдайда танау мен кемекей еттері біраз уақыт әрекет ете береді, себебі олардың қызметін реттейтін нервтер тікелей сопақ-ша мидан басталады.

Окпеге келетін кезеген нерв қиылса, тыныс алу процесі тоқта-майды, бірақ ол терендеп сирейді (16-сурет).

Дем алу жөне дем шығару

процестеріне нервтің өсері.

1-пневмограмма, 2-альвеолалар

саңлауыньщ озгерістері, 3-кезеген

нервтің орталыкқа тепкіш тал-

шыгьшан жазылған импульстер

жиілігі, 4-дем шығару орталығы-

ның тыныс алу орталығына тежеуші

әсері, 5-тыныс орталығьшан тыныс

еттеріне импульстердің бағытталу

орталығына өкпенің механорецепторларынан қозу толқыны келмей қалады. Ал мойынның екі жағында орналасқан симпатикалық нерв талшықтарын тітіркендіргеңце тыныс жиілейді. Осыған байланысты ер түрлі сезім процесі (үрей, қуаныш т.б.) тыныс ырғағын өзгертетін факторлар болып табылады.

3. Торша мен организм қурамындагы химиялық элементшердің маңызы қандай?

4. Гипоксия деген не, оның қандай турлері болады?

5. Қустардың ауадагы оттегіні тиімді пайдалануының сыры неде?

№ 20 Лекция

Дене жүмысы кезінде өкпенің желдетілуі алдымен проприорецеп-торлардың (бүлшық ет, сіңір, буын рецепторлары) тітіркенуінің сал-дарынан рефлекстік түрде күшейеді, қанның оттектік сиымдылығы артып, үлпалар мен мүшелердің оттегімен қамтамасыз етілуі жақса-рады. Жүмыс барысында окпенің желдетілу деңгейі өр түрлі гумо-ральдық заттардың, әсіресе бүлшық еттер мен қанда жиналатын сүт қышқылының әсерімен сақталады. Сүт қышқылы комір қышқыл

газын оның натрий және калий иондарымен қосылыстарынан ығыс-тырып шығарады. Осыньщ салдарьшан қан қүрамында комір қышқ-ыл газының молшері арта түседі де, ол хеморецепторлар мен тыныс орталығына әсер етеді, соңцықтан тьшыс жиілеп, терендейді.

Қалыпты жағдайда сүт қышқылы оттегінің қатысуымен соңғы өнімдер - Н₂0 мен С0₂ -ге ьгдырайды. Жүмыс үстінде бүл процесті жүргізуге оттегі жетіспейді, себебі жүмыс кезінде оттегіге сүраныс 30-50 есе артады, ал организмді оттегімен қамтамасыз ету және оттегіні сіңіру қабілеті бар болғаны 20 есе ғана осе алады. Осыдан денеде сүт қьгшқылы жинальш, оны тотықтыруға қажет оттегіге мүқтаждық арга түседі. Организмнің бүл күйін оттектік борышдеп атайды (17-сурет).

Денеде жинақталған сүт қышқьгльшьщ толық тотьгғу процесі жүмыс аяқталған соң тыныстау кезіңце жүзеге асырьглады. Сол себепті белсенді өрекет тоқтағаннан кейін де бір шама уақыт ентігу байқа-лып, организм қажетті молшерде оттегі қабылдауды жалғастырады.Дене торшалары оттегіні қарқынды сіңіреді. Торшаға откен оттегі тотығу процесіңде пайдаланылады да, үлпаларда бүл газдың үлес қысымы нольге дейін томендейді. Ал үлпа сүйықтьнъщдағы оттегінің үлес қысымы с.б. 20-40 мм аралығында қалыптасады. Оттегінің қан-нан үлпалық сүйыққа отуінің нәтижесінде оның вена қанындағы үлес қысымы с.б. 40 мм дейін төмендейді. Демек, артерия қанын-дағы оттегі түгелімен үлпаға отпейді, оның тек 40 пайызы ғана үлпа-ларға беріліп, вена қанында 12 колем пайыз оттегі сақталады.

Үлпалардың оттегіні сіңіру қабілеті ағзалардың физиологиялық жағдайына байланысты өзгеріп отырады. Әрекет үстіндегі ағзалардан шыққан қан қүрамыңца тыныштықтағы мүшелерге қарағаңца оттегі мөлшері азырақ болады. Артерия қанындағы оттегінің пайызбен өлше-генде үлпаларға өткен мөлшерін оттегіні пайдалану (сіңіру) коэффициенті деп атайды. Оны анықтау үшін артерия қаны мен вена қанындағы оттегі мөлшерінің айырмасын есептеп тауып, оны 100-ге көбейтеді де, оттегінің артерия қанындағы мөлшеріне бөледі. Бүл коэффициент тыныштық жағдайда 30-40 пайыз, ауыр жүмыс атқар-ғаңда - 50-60 пайыз қүрайды. Ағзалардың оттегіні сіңіру қабілеті іске қосылған капиллярлар санына қарай өзгеріп отырады. Әрекет барысында түзілетін сүт қышқылы, көмір қышқьглы сияқты өнімдер мен температураның жоғарылауы ағзалардың оттегіні сіңіру қабілетін күшейтіп, оның пайдалану коэффициентін жоғарьглатады.

Организмде немесе оның жеке үлпаларыңда оттегінің жетіспеуін гипоксия деп атайды. Көп жағдайда гипоксия қан қүрамыңца оттегінің жетіспеуінің (гапоксемия) салдарынан туыңцайды.

Гипоксия, оны тудырған себептерге қарай, бірнеше түрге бөлінеді.

Тыныстық гипоксия қанның өкпеде отгегімен толық қанықпауыньщ садцарьшан туьщцайдьі. Оған тыныс ауасында отгегінің жетіспеуі, өкпенің қабьшуы, тынысты реттеу тетіктерінің бүзылуы себеп болады.

Айналымдық гипоксия жеке ағзалар мен үлпалардағы қан айналы-мы бүзылған жағдайда байқалады. Гипоксияның бүл түрі жүрек пен тамыр ауруларының салдарынан капиллярлардағы қан айналымы бүзылғанца қатыптасады.

Анемиялық гипоксия эритроциттер саны азайғанда, қандағы гемоглобиннің мөлшері төмеңцегенде байқалац Гистотоксикалық гипоксия үлпалар мен торшалардың отгегіні сіңіру қабілеті төмендегеңце, мысалы, цианидтермен уланғаңца туындайды. Қүстардың тыныс мүшелеріне көптеген қүрылымдық және функ-ционалдық ерекшеліктер төн. Олардың тыныс жүйесі мүрын қуысы-нан, жоғарғы және төменгі көмекейлерден, кеңірдектен, бронхылар-дан, өкпе мен ауа қапшықтарынан түрады. Тыныс жолдарының күрделілігімен байланысты олардың тыныс жүйесінің жалпы сиым-дылығы салмағы жағьшан өздерімен шамалас сүт көректілер жүйесінің салмағынан 3 еседей көп. Қүс өкпесінде альвеола болмайды, газ ал-масу процесі ауа капиллярлары мен қан капиллярлары арасыңца жүреці. Өкпе эктобронхылар кілегей қабығының өсінділері болып табылатын ауа қапшықтарымен жалғасады. Қүстар-

да 9 ауа қапшығы болады (4 жүп, бір тақ қапшықтар). Олар алдыңғы және

артқы қапшықтар болып жіктеледі. Қүстарда көк ет (диафрагма) және плевра-аралық қуыс болмайды, -өкпе қабырғаларға жабысаорналасады.

Қүстар цем алғанда ауа өкпе арқылы артқы қапшықтарға өтеді, алдыңғы қапшықтарға бармайды. Дем шығарылған кезде артқы қапшықтардағы ауа өкпеге ығысады. Келесі дем алу кезіңце өкпедегі ауа адцыңғы қапшықтарға өтіп, одан кейінгі дем шьвга-ру кезеңіңце алдыңғы қагалықтардан сыртқа шығады. Демек, ауа тыныс агшаратынан өтіп шығу үшін екі тыныс айналымы қажет. Осыдан ауа өкпе арқылы дем алу кезіңце де, дем шьвгару кезінде де өтіп отырады.

Қүстардың өкпесінде газ алмасу процесі сүт қоректілермен салы-стырғанда қарқьшдырақ жүреці. Оған өкпеде қан мен ауа ағынының бір-біріне қарама-қарсы бағытта жүруі мүмкіндік туғызады (18-су-рет). Осьшың нәтижесінде капиллярлардьщ жанасу беткейінің үзьша бойыңца газдардың үлес қысымының айырмасы сақтальш, оттегі қанға, ал көмір қышқыл газ - өкпеге толассыз өтіп отырады.организмді қуатпен қамтамасыз ететін екі түрлі процесс екі түрлі мүшеде атқарылады, сондықтан ол мүшелер арасында көміртегінің көзі үшін бесекелестік байқалмайды (А.А.Алиев). Сонымен қатар күйіс мальшда алмастырылмайтьш май қышқылдарьшың тапшылығы байқалмайды және де липидтер алмасуының гормоңдық реттеу тетігі нашарырақ дамыған. Әр түрлі организмдер торшасының өзіне тән өзгешеліктері болға-нымен, олар қүрамындағы химиялық элементтер сипаты жағынан үқсас келеді. Жалпы торша қүрамында Д.И.Менделеев таблицасы-ның 70 элементі кездескенімен, тірі организмдерде олардьщ 24 түрақты түрде үшырасады. Торша қүрамында 62% шамасыңда оттегі, 20% шамасында көміртегі, 10% шамасында сутегі және 3% шамасында азот болады. Оттегі мен сутегі су мен органикалық заттар қүрамына енсе, көміртегі - органикалық заттар негізін қүрайды. Азот амин қышқылдарының, белоктардың, нуклеин қышқылдарының, АТФ-ның, гемоглобиннің, көптеген ферменттер мен дөрмендөрілердің қүрамына енеді.

Торша қүрамында 2,5% шамасында кальций, 1% шамасында фосфор кездеседі. Кальций сүйек үлпасы мен тіс кіреукесінің қүра-мына енеді, қанның үю процесін, ет талшықтарының жиырылуын жандандырады, торша мембранасының отімділігін реттейді. Фосфор да сүйек үлпасы мен тіс кіреукесінің, нуклеин қышқылдарының АТФ-тың, кейбір ферменттердің қүрамына енеді.

Торша қүрамында калий да ион түрінде едәуір молшерде кездеседі (0,25%). Ол белок синтезін қамтамасыз ететін ферменттердің әрекетін жандандырады, жүрек жүмысын реттеуге қатысады, нерв жүйесі мен бүлшық еттің қозғыштығын томендетеді, қозу толқынын таратуда, ацетилхолин медиаторын түзуде маңызды рөл атқарады.

Организмдегі минерадцы затгардьщ жалпы мөлшері онша коп емес, дене массасының 3,5-4 пайызы шамасында. Олар организмде жинақ-талған мелшеріне қарай макро-, микро, кальцийдің кере-ғары болып табылады. Қан - және ультра элементтер бо-лып белінеді. Физиологиялық маңызы жоғарыда баяндалып өткен химиялық заттар макроэлементтерді қүрайды. Микроэлементтер де-неде оте аз мелшерде (10 ³-10~⁵ пайыз) кездеседі. Оларға темір, мыс, кобальт, марганец, мырыш, йод, бром, фтор, никель жатады. Ультраэлементтердің (алтын, күміс, селен, радиоактивті элементтер) денеде нышаны ғана болады (10^б пайыз және одан да аз).

Организмде кейбір элементгердің нышаны ғана болады, сондық-тан олардың биологиялық мәні өлі толық зерттелмеген. Бүл элемент-тердің (мышьяк, радий, торий, уран және оньщ ыдырау өнімдері)

2. Эволюциялық даму барысында тыныс аппараты неге дененің ішкі қуысына ыгысқан?

3. Кезеген нерв пен симпатикалық нервтің тыныс механизміне әсері қандай?

4. Тыныс алу аппарагпы қалай дамыган? Тыныс алудың қандай турлері болады ?

№ 21 Лекция

1. Тыныс алу орталығы.

2.Тыныс алу ырғағын қамтамасыз етудегі сопақша мидың структураларының автоматикалық және рефлекторлық белсенділігінің ролі.

3.Тыныс ырғағының қалыптасуындағы рецепторлармен өкпенің афференттік жүйесінің қатысы.

4. Орталық мидағы пневмотаксикалық құрамдар, гипоталламус , ми қыртысының рецепторлары және сопақша мидағы тыныс алу орталығы араларындағы қарым қатынасы.

Лекцияның мақсаты: Тынсы алу –тотығу – тотықсыздану процестері мен таныстыру.

Лекцияның мазмұны: Тыныс алу туралы ілімнің негізін қалаушылар М.В. Ломоносов (1775) және А. Л. Лавуазье (1777) болып саналады. Олар жану дегеніміз жанатын дененің ауа оттегісімен қосылуы- деп атап көрсетті. Сондықтан,заттардың оттегімен қосылуын тотығу, ал ажырауын тотықсыздану деп атады. Бұндай реакциялардың тірі организмдерде де өтетіндігі кейінрек анықталды. Олар биологиялық тотығу реакциялары деп атады. Соңынан біртіндеп өлі табиғаттағы жану мен тірі организмдердегі тыныс алу процестерінің арасында ұқсастықтардың бар екендігі айқындалды. Бұл түсінік бойынша тыныс алу кезінде оттегінің ткандерде сутек және көміртек атомдарымен қосылуынан СО2 ,Н2О және энергия пайда болады. Яғни, органикалық заттар диссимиляция процестеріне ұшырап, энергия бөліп шығару арқылы ыдырайды, бұл энергия организмнің бүкіл тіршілік процестеріне және өзінің құрлымын белсенді күйде ұстауға пайдаланылады. Жалпы алғанда, тыныс алу процесін былайша жалғауға болады:

С6Н12О6+6О2 6СО2+6Н2О+288І кДж / моль.

Біріншіден, бұл теңдеуден органикалық зат, глюкозаның, организм жағдайындағы және одан тыс жағдайдағы тотығуының энергетикалық тиімділігін бір екендігін көреміз.

Екіншіден, бұл теңддеуден тыныс алу процесі фотосинтезге қарама-қарсы процес екндігіне қайталап көз жеткіземіз. Егер фотосинтез кезінде органикалық зат түзіліп,

онда энергия қоры жиналатын болса, ал тыныс алу процесінде, керсінше органикалық зат ыдырап , ондағы энергия босап шығады. Шынында да ткандердің және клеткалардың тыныс алу кезнде организмде химиялық энергиялар пайда болады. Бұл процестің тыныс алу процесі деп аталу себебі, тіршілік барсында ткандермен клеткалар О2 сіңіріп, СО2 бөліп шығаруында жатыр.

Әрине, тыныс алудың мәні тек бос энергия өндіруде ғана емес, мұнда көптеген жанама, аралық және өнімдердің түзілуі үлкен роль атқарады. Бұл аталған өнімлер жалпы зат алмасудағы әртүрлі синтез процесіне пайдаланылады. Сонымен қатар сол көмір сулар , белоктар және липидтер арасындағы байланыстырушы буын ретінде қызмет етеді. Осы тұрғыдан, энергия бөліп шығара отырып және органикалық заттың толық немесе жартылай тотығу өнімдерін түзе отырып жүретін белгілі реакциялардың жиынтығы деп, тыныс алу процесін санауға болады. Сонымен қатар тыныс алу процесі зат алмасуындағы орталық буын болып саналады.