معلومة

لماذا نتنفس الأكسجين فقط؟

لماذا نتنفس الأكسجين فقط؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

النباتات لديها القدرة على استيعاب كل من ثاني أكسيد الكربون2 والأكسجين ، خلال النهار CO2 وفي الليل الأكسجين. لماذا لا يمتلك البشر مثل هذه القدرة؟


يجب أن تلقي نظرة على العمليات البيولوجية وهي:

  • التنفس الخلوي
  • البناء الضوئي

بشكل فضفاض ، هاتان العمليتان هما عكس ذلك تمامًا ولكنهما يتعاملان مع نفس المركبات الكيميائية.

$ C_6H_ {12} O_6 + 6O_2 xrightleftharpoons 6CO_2 + 6H_2O (+ الطاقة) $

أو بالكلمات ...

الجلوكوز + الأكسجين $ xrightleftharpoons $ ثاني أكسيد الكربون + الماء (+ الطاقة)

من اليسار إلى اليمين عملية التنفس ومن اليمين إلى اليسار هي عملية التمثيل الضوئي.

  • يطلق التنفس الطاقة من الجلوكوز (السكر). لذلك ، فإن الحيوانات والنباتات والفطريات تتنفس من أجل الحصول على طاقتها من طعامها. مزيد من المعلومات حول المسارات الكيميائية في دورة كريبس (أو دورة حمض الستريك). العضية الرئيسية المشاركة في التنفس النجمي هي الميتوكوندريا. ملحوظة: (بشكل فضفاض) الجلوكوز هو المنتج النهائي لعملية الهضم

  • يسمح التمثيل الضوئي للكائنات الحية بتكوين أنسجتها الخاصة من الماء و $ CO_2 $. لكن هذا يكلف طاقة. هذا هو السبب في أن النباتات تستخدم في التقاط الطاقة من الشمس بأوراقها. مزيد من المعلومات حول المسارات الكيميائية في دورة كالفين. العضية الرئيسية المشاركة في عملية التمثيل الضوئي هي البلاستيدات الخضراء.

ملحوظة: يأتي الهواء في رئتينا وهو خليط من غازات مختلفة (تمامًا مثل كوكاكولا (كوكا كولا) وهو خليط من مركبات مختلفة). المكونان الرئيسيان للهواء هما النيتروجين (~ 78٪) والأكسجين (~ 21٪). نحن نستخدم الأكسجين فقط. مزيد من المعلومات حول تكوين الهواء هنا


يتنفس البشر الهواء الذي يحتوي على كل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. لكننا لا نقوم بعملية التمثيل الضوئي ولذا فإننا لا نأخذ ثاني أكسيد الكربون2. شركة CO2 ينتج عن التنفس في أجسامنا يتراكم في الدم ومن خلال الانتشار يتسرب إلى الرئتين ويخرج عندما نزفر.


13.36: عمليات التنفس

  • بمساهمة CK-12: مفاهيم علم الأحياء
  • مصدره مؤسسة CK-12

العنب. لماذا ا؟ ما الذي تشترك فيه هذه مع نفس الهواء؟

يوجد أدناه أجزاء من الرئتين حيث ينتقل الأكسجين من الرئتين إلى الدم. إذا كانت الحويصلات الهوائية أدناه أرجوانية ، يمكن أن تشبه حفنة من العنب. بالطبع ، نظرًا لوجود الحويصلات الهوائية في الرئتين ، يجب أن تكون صغيرة جدًا لتوفير مساحة كافية لتبادل الغازات. في الواقع ، هناك حوالي 300 مليون حويصلات في الرئة البالغة.


عندما كنا نفس داخلها وخارجها نمتص الهواء منها ثم نطرده مرة أخرى.

يتم امتصاص الأكسجين من رئتين داخل ال دم، و نشبع تمت إزالته من دم ونفث من رئتين. هذا التبادل أمر حيوي.

يشرح هذا الفيديو المزيد عن الرئتين الخارجيتين وكيف تعملان

الجهاز التنفسي

التنفس هو إطلاق الطاقة من الجلوكوز أو المواد العضوية الأخرى. الطاقة مطلوبة للنمو والإصلاح والحركة والأنشطة الأيضية الأخرى. هناك نوعان رئيسيان من التنفس ، الهوائية و اللاهوائية.

يشرح هذا الفيديو التنفس

الحويصلات الهوائية هي الفروع النهائية لل شجرة الجهاز التنفسي ويتصرف مثل وحدات تبادل الغازات الأولية التابع رئة

تستخدم في تبادل الغازات: غير مؤكسج يدخل رئتين من الجسد مؤكسج يدخل الشعيرات الدموية من الرئتين

مزايا الحويصلات الهوائية

التنفس الهوائي

التنفس الهوائي يحدث في حضور الأكسجين. التنفس الهوائي = يتفاعل الجلوكوز مع الأكسجين لإطلاق الطاقة. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون والماء كمخلفات.

جزيئات الجلوكوز تتفاعل مع جزيئات الأكسجين لتشكل نشبع و جزيئات الماء، مع إطلاق الطاقة من خلال كسر الروابط في جزيئات الجلوكوز. تتطلب أجسامنا الطاقة من أجل عمليات الحياة السبع. يتم الحصول على هذه الطاقة من التنفس.

جلوكوز + أكسجين & ماء + ثاني أكسيد الكربون + طاقة.

نستخدم الطاقة المنبعثة من التنفس في العديد من العمليات. ينبعث التنفس أيضًا من الحرارة ، والتي تُستخدم للحفاظ على درجة حرارة الجسم المرتفعة. يمكن تقدير معدل التنفس لدينا عن طريق قياس كمية الأكسجين التي نستخدمها. أثناء التمرين ، يحتاج الجسم إلى مزيد من الطاقة وبالتالي يزداد معدل التنفس - يزداد معدل التنفس للحصول على أكسجين إضافي وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم. ينبض القلب بشكل أسرع حتى يتمكن الدم من نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بشكل أسرع. هذا هو سبب زيادة معدل النبض لدينا. إنه في الواقع تراكم ثاني أكسيد الكربون الذي يجعلنا نتنفس بشكل أسرع.

الجلوكوز يأتي من طعامنا والأكسجين ومن التنفس

ماء و نشبع يتم الزفير

يلقي هذا الفيديو نظرة على التنفس الهوائي

التنفس اللاهوائي

التنفس اللاهوائي يحدث عندما الأكسجين يكون ليس متوفرة. عندما لا يتوفر الأكسجين الكافي ، يمكن تكسير الجلوكوز عن طريق التنفس اللاهوائي. قد يحدث هذا أثناء التمرينات الشاقة.

الجلوكوز يتم تقسيمه جزئيًا فقط ، و حمض اللاكتيك يتم إنتاجه - مع كمية أقل بكثير من الطاقة.

طاقة لا يزال من الممكن إنتاجه بدون أكسجين

يتم الحصول على القليل من الطاقة من التنفس

الجلوكوز وحمض اللبنيك gt + الطاقة

التنفس اللاهوائي يحدث عند البشر عندما لا يتم الحصول على الأكسجين بالسرعة الكافية (مثل الجري بسرعة)

يتم إنتاج 1/20 فقط من كمية الطاقة مقارنة بالتنفس الهوائي

حمض اللاكتيك تتراكم ، مما يسبب إجهاد العضلات بسبب الديون الأوكسجين . يتم التغلب على هذا عن طريق التنفس العميق لأكسدة الحمض. بعد انتهاء التمرين ، يحتاج الكبد إلى أكسجين إضافي لإزالة حمض اللاكتيك.

  • يطلق التنفس اللاهوائي أقل من نصف الطاقة التي يطلقها التنفس الهوائي.
  • ينتج التنفس اللاهوائي حمض اللاكتيك. يسبب حمض اللاكتيك إجهاد العضلات وآلامها.

يشرح هذا الفيديو التنفس البشري الذي يغطي التنفس الهوائي واللاهوائي.


4 إجابات 4

يمكننا أن نتنفس الأكسجين النقي لفترة غير محدودة إذا لم يكن الضغط مرتفعًا جدًا حوالي 0.4 بار على ما يرام. من الممكن استنشاق الأكسجين النقي عند بار واحد لبضع ساعات ، ولكن قد يتسبب وقت أطول في تلف الرئتين.

مزيج من الأكسجين والهيليوم قابل للتنفس أيضًا ويستخدم للغطس العميق. لا يمكن استخدام الزينون بسبب تأثيره المخدر على الجسم. الأرجون أقل تخديرًا ويمكن استخدامه عند ضغط أقل من حوالي 24 بار. الكريبتون مخدر أيضًا عند ضغوط أعلى من 3.9 بار. النيون مادة مخدرة عند ضغط مرتفع للغاية فوق 110 بار. الرادون ، أثقل الغازات النبيلة يجب عدم استنشاقه بسبب نشاطه الإشعاعي. مزيج من عدة غازات نبيلة ممكن إذا احتوت على الأكسجين أيضًا.

يمكن حتى استنشاق خليط من الهيدروجين والأكسجين. للأمن ، يجب ألا يكون الخليط قابلاً للاشتعال أو الانفجار. يمكن استخدام خليط من 4٪ أكسجين و 96٪ هيدروجين عند ضغط 5 بار أو أكثر ، انظر الهيدروكس.

الضغط الجزئي للأكسجين مهم ، يجب ألا يكون منخفضًا جدًا (أقل من 0.2 بار ، ناقص الأكسجين) ولا مرتفعًا جدًا (أكثر من 0.4 بار ، سمية الأكسجين). هذا يعني أن نسبة الأكسجين قد تكون مختلفة تمامًا عن 20٪ ، والمهم هو أن كل رئة لا تحتوي على كمية كبيرة جدًا أو قليلة جدًا من الأكسجين ، مع عدم تسبب الغازات الأخرى في أي ضرر. الخليط الذي يحتوي على 5٪ أكسجين قابل للتنفس إذا كان الضغط الإجمالي 4 بار أو أكثر ، ولكن أقل من 8 بار.

سيكون الجو الذي يحتوي على 21٪ أكسجين و 79٪ نيتروجين عند ضغط 0.75 بار فقط قابلاً للتنفس أيضًا. هذا ما يختبره العديد من ركاب الطائرات والموظفين كل يوم ، وكذلك البشر الذين يعيشون على ارتفاعات تبلغ حوالي 2500 متر.

بالطبع يجب أن يكون محتوى الغازات السامة أو الضارة مثل الكلور أو الفلور أو أول أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون وغيرها الكثير منخفضًا جدًا حتى لا يكون ضارًا. قد تكون المركبات الكيميائية الغازية جزءًا من الخليط إذا كانت خاملة لجسم الإنسان وبالتالي فهي غير سامة أو ضارة.


لماذا نحتاج الأكسجين؟

يتنفس البشر ما يقرب من 432 لترًا من الأكسجين يوميًا ، وهذا الأكسجين يساعد أنسجة جسم الإنسان على العمل بشكل صحيح. يحتاج الجسم إلى ما يقرب من 352.8 لترًا من الأكسجين يوميًا عندما يكون الجسم في حالة راحة.

يحتاج البشر إلى الأكسجين لتوفير العناصر الغذائية لجميع الخلايا في أجسامهم. إذا استمرت الأنسجة والخلايا بدون أكسجين ، فإنها تبدأ في الموت بسرعة. على سبيل المثال ، لا يمكن لخلايا الدماغ أن تبقى بدون أكسجين إلا لمدة ثلاث دقائق قبل أن تبدأ في الموت. بعد ثلاث دقائق من عدم وجود أكسجين ، يبدأ تلف دائم في الدماغ بالانتشار في جميع أنحاء أنسجة المخ.

يحتاج الجسم أيضًا إلى الطاقة ليعمل بشكل صحيح. يستخدم جسم الإنسان مركب ATP للطاقة الكيميائية لجميع الخلايا والأنسجة. يجب أن تصنع الخلايا ATP التي تحتاجها لتعمل بشكل صحيح ، وتقوم بذلك من خلال مجموعة متنوعة من المسارات البيوكيميائية داخل الخلية. كل خلية في جسم الإنسان لديها القدرة على تكوين ATP خلال الفترات الهوائية وأثناء الفترات اللاهوائية. خلال كلتا الفترتين في الجسم ، تستخدم الخلايا الجلوكوز لتكوين جزيئات ATP. أحد التفاعلات الجانبية التي تحدث أثناء تخليق ATP يزود الجسم بأيونات الهيدروجين الزائدة. تذهب هذه الأيونات إلى الميتوكوندريا في الخلية وتستخدم الأكسجين من الهواء الذي يتنفسه الإنسان لتشكيل سلاسل نقل إلكترونية تعمل على تخليق ATP. بدون الأكسجين ، لا يستطيع البشر تصنيع ما يكفي من ATP للحفاظ على خلاياهم على قيد الحياة.


أرشيف مدونة علم النفس التطوري

اعتقدت أن مشاركة مدونة في PLoS بواسطة Greg Downey كانت ممتعة ، لا سيما لأنها تتقاطع مع كتاب أود أن أوصي به أيضًا ، الملعقة المختفية بواسطة Sam Kean ، وهي تدور حول تاريخ الجدول الدوري.

تدور المشاركة حول حبس أنفاس المرء ، وعلى الرغم من أنني لا أوصي بالعمل على المنشور بأكمله ، إلا أن الفيديو الذي نشره داوني أنيق للغاية.

لكن في الغالب أردت التحدث قليلاً عن سبب عدم قدرتك على حبس أنفاسك حتى تموت. عندما تحبس أنفاسك ، تصبح الرغبة في التنفس في النهاية لا تقاوم ، والسؤال هو لماذا هذا. يبدو أن السبب الدقيق معقد للغاية (كما يوضح هذا البحث الذي أعده إم جي باركس) ، ولكن لا يُعرف سوى القليل عن كيفية عمله. هذا ما يلي خشن بعض الشيء ، لكنه يعطي معنى.

يتغير الضغط الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم عندما تحبس أنفاسك. يتم استخدام الأكسجين من خلال عمليات التمثيل الغذائي ، مما يقلل من ضغطه الجزئي ، وينتج ثاني أكسيد الكربون ، مما يرفع ضغطه الجزئي. قد يعتقد المرء أن هناك آليات لاكتشاف هذه التركيزات ، وتؤدي إلى الدافع للتنفس إذا انخفض الأكسجين بشدة و / أو ارتفع ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير.

أشارت الأبحاث المبكرة إلى الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون2 كونه المتغير الحاسم. مرة أخرى في اليوم السابق لمجالس المراجعة المؤسسية المتطفلة ، يمكن إجراء دراسات مثل ما يلي (شنايدر ، 1930). قم بتوصيل بعض الأشخاص بأنبوب ، وبدون علمهم ، قم بتحويل الغاز الذي يتلقونه من الأنبوب إلى النيتروجين النقي. عندما يستنشق هؤلاء الأشخاص من الأنبوب ويخرجون الزفير إلى الغرفة ، ينخفض ​​الأكسجين لديهم ، لكن تظل مستويات ثاني أكسيد الكربون ثابتة نسبيًا. هل يشعر الناس بذعر الاختناق الوشيك؟ كما كتب شنايدر (1930): "إن الأحاسيس التي حدثت أثناء فقر الدم الحاد ، مثل تلك الناتجة عن تنفس النيتروجين ، ليست مزعجة بشكل واضح في الواقع فهي تشبه التخدير بأكسيد النيتروز ..." يجب ملاحظة الموضوعات في هذه الدراسة و تم رصدها بحثًا عن إشارات تدل على أنهم على وشك الإغماء - "الزرقة ، وتعبيرات الوجه الشبيهة بالقناع ، واتساع حدقة العين ، وتقارب العين ، وانخفاض الضغط الانقباضي." تشير نتائج مثل هذه إلى فكرة أن الأمر يتعلق بتراكم ثاني أكسيد الكربون2بدلاً من نقص الأكسجين ، فإن ذلك يؤدي إلى الدافع للتنفس.

بعد قولي هذا ، يراجع Parkes (2006) الأدلة التي توضح أن الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك ، وقد تكون هناك أنظمة متعددة تعمل هنا. حقيقة أن النظام يبدو أنه يعمل على CO2 المستويات بدلا من O2 مثير للاهتمام بالطبع ، ولكن يبدو من المعقول الاعتقاد أنه في ظل الظروف العادية - في عوالم لا تحتوي على خزانات من النيتروجين النقي - من المحتمل أن يتغير هذان النوعان بشكل منهجي مع بعضهما البعض ، لذلك يمكن لأي منهما أن يعمل.

في البيئات الحديثة ، كل الأشياء ، بالطبع ، ليست متساوية دائمًا ، وهنا تدخل المقالة القصيرة بواسطة كين. يناقش كيف قررت وكالة ناسا استخدام النيتروجين في أجهزة محاكاة بعد الحريق المروع أثناء التدريب على مهمات أبولو في عام 1967 والتي قُتل فيها ثلاثة رواد فضاء. يعد استخدام النيتروجين بدلاً من الأكسجين النقي على الأرض مفيدًا بقدر ما يقلل من فرصة نشوب الحرائق ، ولكن استخدامه كان له آثار جانبية. في إحدى الحالات ، دخل خمسة رجال إلى حجرة مليئة بالنيتروجين وانهاروا. لم يكن هناك أكسجين للتنفس ، ولكن ، مثل الأشخاص الذين شملتهم دراسة شنايدر ، فقدوا ببساطة اثنين منهم ماتوا. كما يعلق داوني ، يربط هذا باهتمامه ، والغوص ، وحقيقة أن الرغبة في التنفس يبدو أنها ناجمة عن ارتفاع ثاني أكسيد الكربون.2 المستويات "قد تكون أيضًا السبب في أن المشاركين في الغوص الحر يفقدون بعض التردد مع انخفاض مستوى الأكسجين قبل أن ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون بدرجة كافية لتحفيز التنفس." باختصار ، نقلاً عن داوني مرة أخرى: "عندما تحبس أنفاسك ، فإنك لا" تنفد من الهواء "بقدر ما تقاوم نبضات قوية للتنفس عندما لا تحتاج حقًا إلى الأكسجين بعد."

لذلك ، على أي حال ، كل هذا أنيق جدًا. هناك مشكلة في التكيف ، وهي تجديد الأكسجين ، وهو أمر ضروري لعمليات التمثيل الغذائي الطبيعية. يبدو أن أحد أجزاء حل المشكلة - ولكن ، مرة أخرى ، جزء فقط ، كما يشير باركس - نظام حسي مصمم لقياس ثاني أكسيد الكربون.2 وتحفيز التنفس عندما يرتفع هذا المستوى ، والذي يكون ، في ظل الظروف العادية ، مرتبطًا بمستويات O2 منخفضة. مع ارتفاع هذا المستوى ، يتم إنتاج الرغبة الظاهرية للتنفس ، مما يحفز الإجراء المناسب. يمكن تعويض هذا الإلحاح ، لبعض الوقت ، ولكن لفترة زمنية فقط ، ويبدو أن هذا الحد له علاقة بزيادة فرصة الضرر بسبب نقص الأكسجين. مرة أخرى ، الأمر معقد ، ولكن لا يزال يبدو أننا نبني نحو حساب مرضٍ لهذه الأنظمة.

وجهة نظر بديلة هي أنه نظرًا لأن التنفس "تلقائي" ، وأن "تجاوز" العمليات التلقائية "يستنفد" "موارد" "الذات" ، فإنه يصبح أكثر صعوبة بمرور الوقت. يتمتع هذا النهج النظري بميزة عدم "اللجوء" إلى أي نوع من التفسير الوظيفي / سرد القصص.


هل هو ضار أن نتنفس أكسجين بنسبة 100 في المائة؟

نتنفس هواء يحتوي على 21 في المائة من الأكسجين ، ونحتاج إلى أكسجين للعيش. لذلك قد تعتقد أن استنشاق الأكسجين بنسبة 100 في المائة سيكون مفيدًا لنا - لكنه في الواقع يمكن أن يكون ضارًا. لذا ، فإن الإجابة المختصرة هي أن الأكسجين النقي سيء بشكل عام ، وأحيانًا يكون سامًا. لفهم السبب ، عليك الخوض في بعض التفاصيل ...

رئتيك هي في الأساس سلسلة طويلة من الأنابيب التي تتفرع من أنفك وفمك (من القصبة الهوائية إلى القصبات الهوائية إلى القصيبات) وتنتهي في أكياس هوائية صغيرة رقيقة الجدران تسمى الحويصلات الهوائية. فكر في فقاعات الصابون في نهاية ماصة ، وستفهم الحويصلات الهوائية. تحيط بكل حويصلة أوعية دموية صغيرة رقيقة الجدران تسمى الشعيرات الدموية الرئوية. بين الشعيرات الدموية والحويصلات الهوائية جدار رقيق (سمكه حوالي 0.5 ميكرون) تمر من خلاله غازات مختلفة (الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين).

عندما تستنشق ، تمتلئ الحويصلات الهوائية بهذا الهواء. لأن تركيز الأكسجين مرتفع في الحويصلات الهوائية ومنخفض في الدم الذي يدخل الشعيرات الدموية الرئوية ، ينتشر الأكسجين من الهواء إلى الدم. وبالمثل ، نظرًا لأن تركيز ثاني أكسيد الكربون أعلى في الدم الذي يدخل الشعيرات الدموية عنه في الهواء السنخي ، فإن ثاني أكسيد الكربون يمر من الدم إلى الحويصلات الهوائية. تركيز النيتروجين في الدم والهواء السنخي متماثلان تقريبًا. تتبادل الغازات عبر الجدار السنخي ويصبح الهواء داخل الحويصلات مستنزفًا من الأكسجين وغنيًا بثاني أكسيد الكربون. عندما تقوم بالزفير ، فإنك تتنفس الهواء الغني بثاني أكسيد الكربون والفقير بالأكسجين.

الآن ماذا سيحدث إذا استنشقت أكسجين بنسبة 100٪؟ في خنازير غينيا المعرضة للأكسجين بنسبة 100 في المائة عند ضغط الهواء الطبيعي لمدة 48 ساعة ، يتراكم السائل في الرئتين والخلايا الظهارية المبطنة للحويصلات الهوائية. بالإضافة إلى ذلك ، تتضرر الشعيرات الدموية الرئوية. من المحتمل أن يتسبب شكل شديد التفاعل من جزيء الأكسجين ، يُسمى الجذور الحرة للأكسجين ، في تدمير البروتينات والأغشية في الخلايا الظهارية. عند استنشاق الإنسان للأكسجين بنسبة 100٪ عند الضغط الطبيعي ، إليك ما يحدث:

  • يتراكم السائل في الرئتين.
  • يتباطأ تدفق الغاز عبر الحويصلات الهوائية ، مما يعني أن الشخص يجب أن يتنفس أكثر للحصول على ما يكفي من الأكسجين.
  • تحدث آلام الصدر أثناء التنفس العميق.
  • ينخفض ​​الحجم الإجمالي للهواء القابل للتبديل في الرئة بنسبة 17 بالمائة.
  • يسد المخاط المناطق المحلية من الحويصلات الهوائية المنهارة - وهي حالة تسمى انخماص الرئة. يتم امتصاص الأكسجين المحاصر في الحويصلات الهوائية المسدودة في الدم ، ولا يتبقى أي غاز لإبقاء الحويصلات المسدودة منتفخة ، وتنهار. سدادات المخاط طبيعية ، لكن يتم التخلص منها عن طريق السعال. إذا تم انسداد الحويصلات الهوائية أثناء تنفس الهواء ، فإن النيتروجين المحاصر في الحويصلات يبقيها منتفخة.

تنفس رواد الفضاء في برنامجي الجوزاء وأبولو أكسجين بنسبة 100 في المائة عند ضغط منخفض لمدة تصل إلى أسبوعين دون أي مشاكل. في المقابل ، عندما يتم استنشاق الأكسجين بنسبة 100 في المائة تحت ضغط مرتفع (أكثر من أربعة أضعاف الضغط الجوي) ، يمكن أن يحدث تسمم حاد بالأكسجين مصحوبًا بهذه الأعراض:

  • غثيان
  • دوخة
  • تشنجات العضلات
  • رؤية مشوشة
  • النوبات / التشنجات

يمكن أن يتعرض غواصو الغوص العسكريون مثل هذه الضغوط العالية للأكسجين باستخدام أجهزة إعادة التنفس ، أو يعالج الغواصون من الانحناءات في غرف الضغط العالي أو المرضى الذين يعالجون من التسمم الحاد بأول أكسيد الكربون. يجب مراقبة هؤلاء المرضى بعناية أثناء العلاج.


لماذا لا أفكر في التنفس؟

أنت تستنشق تلقائيًا لدرجة أنك قد لا تدرك حتى كيف تعرف أن تفعل ذلك في المقام الأول.

بيكساباي

إذا كنت & # 8217 قد ذهبت للجري ، فربما تعرف الشعور بالإرهاق الذي يصاحب محاولة التقاط أنفاسك. ربما تحترق أنفك ويتسارع قلبك لأن رئتيك تتوسل للحصول على الهواء ، لكن لا أحد من أجزاء الجسم هذه مسؤول عن التحكم في تنفسك. في الواقع ، فإن دماغك هو الذي يطلب من جسمك أن يتنفس طوال الوقت ، على الرغم من أنك قد تلاحظ فقط عندما يصبح تنفسك ثقيلًا بعد التمرين.

الطريقة التي يعرف بها جسمك مقدار ما يتنفسه لها علاقة كبيرة بأسباب التنفس في المقام الأول. عندما تستنشق ، تأخذ الأكسجين الذي يحتاجه جسمك لإنتاج الطاقة. إن عملية إنتاج تلك الطاقة تترك وراءها غازًا يسمى ثاني أكسيد الكربون. يشبه إنتاج ثاني أكسيد الكربون الطريقة التي تترك بها السيارة التي تعمل بالبنزين أبخرة سامة ، وهي منتج نفايات يجب إزالته من جسمك. تفعل ذلك عن طريق الزفير.

يراقب دماغك باستمرار التوازن بين الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. إذا كان هناك الكثير من النفايات المتراكمة ، فإنه يخبر جسمك أن يتنفس بشكل أسرع لجلب المزيد من الأكسجين. هذا هو السبب في أنك عندما تذهب للركض ، فأنت تتنفس بشكل أثقل - يحتاج جسمك إلى توليد المزيد من الطاقة ، وبالتالي إنتاج المزيد من ثاني أكسيد الكربون.

يسمى الجزء المسؤول عن التحكم في هذا التوازن من دماغك بالنخاع المستطيل. إنه يقع بالقرب من الجزء السفلي من الدماغ بالقرب من الحبل الشوكي ويتحكم في الوظائف اللاإرادية ، وهي الأشياء التي يفعلها جسمك للبقاء على قيد الحياة ولا يمكنك التحكم فيها. ويشمل ذلك القيء وضغط الدم وضربات القلب. يتم التحكم في التنفس داخل المركز التنفسي في النخاع ، والذي يحتوي على مستقبلات تكتشف متى تكون مستويات ثاني أكسيد الكربون عالية جدًا في الدم. كل هذا يحدث تلقائيًا ، حتى عندما تكون نائمًا ، تظل العضلات المسؤولة عن الاستنشاق والزفير تعمل دون أن تتحكم فيها.

لكن مجرد كون التنفس وظيفة لا إرادية لا يعني أن البشر غير قادرين على التحكم فيه. إذا طُلب منك يومًا أن تأخذ أنفاسًا عميقة قبل تلقي حقنة من الطبيب ، فذلك جزئيًا لأن العواطف يمكن أن تؤثر لاشعوريًا على نمط تنفسنا وتخفض مستويات الأكسجين لدينا. باختيار واحد أكثر انتظامًا يمكننا تصحيح هذه المشكلة.

حتى عندما تتوقف عن التفكير في التنفس ، فإن عقلك لن ينسى أبدًا. طالما كنت على قيد الحياة ، سيتحكم عقلك في تدفق الهواء وينظم مستويات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. لا تتردد في صعود الدرج وترك الباقي في النخاع المستطيل.


لماذا نتنفس الأكسجين فقط؟ - مادة الاحياء

تنص بعض الاقتباسات على أن 48 ساعة من تنفس الأكسجين بنسبة 100٪ سيقتل شخصًا بالغًا سليمًا. سأخوض في سبب ذلك ، وكيف ننجح في البقاء في جو يحتوي على غاز الأكسجين.

في غضون ذلك - يرجى ملاحظة أن تعليقك بشأن النيتروجين غير صحيح! يحتاج الناس إلى النيتروجين لكنهم ** لا ** يحصلون عليه من النيتروجين الموجود في الهواء !! نتلقى النيتروجين من الأطعمة التي نتناولها ، من أشياء مثل البروتينات التي تحتوي على مجموعات أمينية - ممثلة كيميائيًا كـ -NH3. تقوم العديد من أنواع البكتيريا بتثبيت النيتروجين الجوي ، أي أنها تقوم بتحويل غاز N2 إلى NH3 (الأمونيا) الذي تستخدمه النباتات لصنع الأحماض الأمينية والمركبات الأخرى .. فنحن نأكل النباتات ، وهكذا نحصل على النيتروجين المستوعب. فقط أنواع البكتيريا مثل Azotobacter و Rhizobium و cyanobacteria يمكنها تنفيذ هذه الوظيفة المهمة. لا توجد نباتات أو حيوانات يمكنها إصلاح النيتروجين في الغلاف الجوي بمفردها. جزء من السبب هو أن تثبيت النيتروجين لا يمكن أن يحدث إلا في ظل ظروف لاهوائية - أي في غياب غاز الأكسجين. نظرًا لأننا نحتاج إلى O2 للبقاء على قيد الحياة ، فلا يمكننا تنفس الأكسجين وإصلاح النيتروجين في نفس الوقت.

أتمنى أن تضع كل فرد في مدرستك في نصابها الصحيح .. :)

يمكنك معرفة المزيد حول تثبيت النيتروجين عن طريق إجراء بحث في Altavista عن أي من الكلمات التي أضعها بخط عريض.

فيما يتعلق بقدرة استنشاق غاز O2 المميتة - يتعلق التأثير بحقيقة أن الأكسجين عنصر كهرسلبي للغاية (ضمنيًا => تفاعلي). غاز O2 قادر على تكوين جذور أكسجين حرة تتسبب بشكل عشوائي في تلف الأنسجة الخلوية. كيف إذن ننجح في التنفس في جو يحتوي على 20٪ O2؟ أولاً ، نفس تفاعل الأكسجين هو ما تستخدمه أجسامنا في العمليات النهائية للتنفس - كيف تصنع خلايانا الطاقة. أيضا - الجسم لديه عدد قليل من الدفاعات لمواجهة الجذور الحرة. يمكن لفيتامين E وبيتا كاروتين أن يسحقوا جذور الأكسجين قبل أن يتسببوا في تلف شيء مهم مثل أغشية الخلايا أو البروتينات أو الحمض النووي. عند مستويات O2 الموجودة في الجو ، تخدمنا هذه الدفاعات جيدًا. ومع ذلك ، عند التنفس بنسبة 100٪ من O2 ، يتم إنتاج الكثير من الجذور حتى يتمكن الجسم من التعامل معها .. ويترتب على ذلك الضرر الخلوي ، الذي يصيب الرئتين على وجه الخصوص.

جرب الروابط الموجودة في مكتبة MadSci لمزيد من المعلومات حول علم الأحياء العام.


التنفس والجهاز التنفسي

عندما كنا نفس داخلها وخارجها نمتص الهواء منها ثم نطرده مرة أخرى.

يتم امتصاص الأكسجين من رئتين داخل ال دم، و نشبع تمت إزالته من دم ونفث من رئتين. هذا التبادل أمر حيوي.

يشرح هذا الفيديو المزيد عن الرئتين الخارجيتين وكيف تعملان

الجهاز التنفسي

التنفس هو إطلاق الطاقة من الجلوكوز أو المواد العضوية الأخرى. الطاقة مطلوبة للنمو والإصلاح والحركة والأنشطة الأيضية الأخرى. هناك نوعان رئيسيان من التنفس ، الهوائية و اللاهوائية.

يشرح هذا الفيديو التنفس

الحويصلات الهوائية هي الفروع النهائية لل شجرة الجهاز التنفسي ويتصرف مثل وحدات تبادل الغازات الأولية التابع رئة

تستخدم في تبادل الغازات: غير مؤكسج يدخل رئتين من الجسد مؤكسج يدخل الشعيرات الدموية من الرئتين

مزايا الحويصلات الهوائية

التنفس الهوائي

التنفس الهوائي يحدث في حضور الأكسجين. التنفس الهوائي = يتفاعل الجلوكوز مع الأكسجين لإطلاق الطاقة. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون والماء كمخلفات.

جزيئات الجلوكوز تتفاعل مع جزيئات الأكسجين لتشكل نشبع و جزيئات الماء، مع إطلاق الطاقة عن طريق كسر الروابط في جزيئات الجلوكوز. تتطلب أجسامنا الطاقة من أجل عمليات الحياة السبع. يتم الحصول على هذه الطاقة من التنفس.

جلوكوز + أكسجين & ماء + ثاني أكسيد الكربون + طاقة.

نستخدم الطاقة المنبعثة من التنفس في العديد من العمليات. ينبعث التنفس أيضًا من الحرارة ، والتي تُستخدم للحفاظ على درجة حرارة الجسم المرتفعة. يمكن تقدير معدل التنفس لدينا عن طريق قياس كمية الأكسجين التي نستخدمها. أثناء التمرين ، يحتاج الجسم إلى مزيد من الطاقة وبالتالي يزداد معدل التنفس - يزداد معدل التنفس للحصول على أكسجين إضافي وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم. ينبض القلب بشكل أسرع حتى يتمكن الدم من نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بشكل أسرع. هذا هو سبب زيادة معدل النبض لدينا. إنه في الواقع تراكم ثاني أكسيد الكربون الذي يجعلنا نتنفس بشكل أسرع.

الجلوكوز يأتي من طعامنا والأكسجين ومن التنفس

ماء و نشبع يتم الزفير

يلقي هذا الفيديو نظرة على التنفس الهوائي

التنفس اللاهوائي

التنفس اللاهوائي يحدث عندما الأكسجين يكون ليس متوفرة. عندما لا يتوفر الأكسجين الكافي ، يمكن تكسير الجلوكوز عن طريق التنفس اللاهوائي. قد يحدث هذا أثناء التمرينات الشاقة.

الجلوكوز يتم تقسيمه جزئيًا فقط ، و حمض اللاكتيك يتم إنتاجه - مع كمية أقل بكثير من الطاقة.

طاقة لا يزال من الممكن إنتاجه بدون أكسجين

يتم الحصول على القليل من الطاقة من التنفس

الجلوكوز وحمض اللبنيك gt + الطاقة

التنفس اللاهوائي يحدث عند البشر عندما لا يتم الحصول على الأكسجين بالسرعة الكافية (مثل الجري بسرعة)

يتم إنتاج 1/20 فقط من كمية الطاقة مقارنة بالتنفس الهوائي

حمض اللاكتيك تتراكم ، مما يسبب إجهاد العضلات بسبب الديون الأوكسجين . يتم التغلب على هذا عن طريق التنفس العميق لأكسدة الحمض. بعد انتهاء التمرين ، يحتاج الكبد إلى أكسجين إضافي لإزالة حمض اللاكتيك.

  • يطلق التنفس اللاهوائي أقل من نصف الطاقة التي يطلقها التنفس الهوائي.
  • ينتج التنفس اللاهوائي حمض اللاكتيك. يسبب حمض اللاكتيك إجهاد العضلات وآلامها.

يشرح هذا الفيديو التنفس البشري الذي يغطي التنفس الهوائي واللاهوائي.


لماذا نتنفس الأكسجين فقط؟ - مادة الاحياء

لماذا علينا التنفس؟

جسمنا نظام معقد للغاية. واحدة من أهم الأشياء التي تحتاجها هي الطاقة. عندما نأكل ، فإن أجسامنا تهضم الطعام للحصول على جزيئات معقدة مثل الجلوكوز ، والتي يمكن أن تستخدمها للطاقة. ومع ذلك ، فإن الطعام وحده لا يكفي. تحتاج الخلايا أيضًا إلى الأكسجين للتفاعل مع الجلوكوز لتوليد الطاقة. نحصل على الأكسجين إلى خلايانا عن طريق الجهاز التنفسي وعن طريق التنفس.

نتنفس باستخدام عضلة تسمى الحجاب الحاجز. إنها تتسطح مما يجعل رئاتنا تتمدد وتملأ بالهواء. عندما نتنفس ، يتم دفع الهواء عبر أنفنا أو فمنا ، أسفل القصبة الهوائية ، وفي أنابيب القصبات الهوائية في رئتينا. تتفرع هذه القصبات الهوائية وتصبح أصغر فأصغر ، مثل جذور أو فروع الشجرة.

لا ، هذه ليست نوعًا من المعكرونة! في نهاية أصغر فروع القصبات توجد أكياس هوائية صغيرة تسمى الحويصلات الهوائية. تحتوي هذه الأكياس الهوائية على جدار رفيع للغاية من خلية واحدة سميكة تسمح بمرور الأكسجين إلى خلايا الدم الحمراء أثناء مرورها. هناك مئات الملايين من هؤلاء الرجال الصغار في رئتينا.

لا تقوم الحويصلات بنقل الأكسجين إلى دمنا فحسب ، بل إنها تساعد أيضًا على التخلص من الغازات العادمة من خلايا الدم. غاز النفايات هذا هو ثاني أكسيد الكربون. عندما نحتاج إلى استنشاق ثاني أكسيد الكربون من رئتينا ، فإن الحجاب الحاجز ينحني ويدفع الهواء للخارج ، ويتخلص من ثاني أكسيد الكربون. هذا يفسح المجال للهواء النقي مع الأكسجين الجديد ليعود في نفسنا التالي.


رسم تخطيطي للجهاز التنفسي

يعمل الأنف على التنفس أكثر من مجرد توفير مكان لدخول الهواء إلى أجسامنا. كما أنه يساعد على تنقية الهواء من الغبار والأشياء الأخرى. يقوم بذلك عن طريق استخدام الكثير من الشعر والمخاط. كما أنه يساعد في تدفئة الهواء قبل الوصول إلى الرئتين.

لماذا نقطع أنفاسنا؟

عندما نجري أو نقوم بنشاط شاق ، تحرق عضلاتنا الطاقة وتستهلك الأكسجين في خلايا الدم الحمراء. لمحاولة الحصول على المزيد من الطاقة والأكسجين لهذه الخلايا ، سيضخ قلبنا بشكل أسرع لإدخال المزيد من الدم عبر الرئتين. في نفس الوقت ستحاول رئتانا التنفس بشكل أقوى وأسرع للحصول على المزيد من الأكسجين. ينتهي بنا الأمر بالشعور بضيق في التنفس وعلينا أن نأخذ قسطًا من الراحة حتى تتعافى أجسامنا.

يساعد الجهاز التنفسي أيضًا في التحدث. لا يمكننا التحدث بدون هواء. من خلال دفع الهواء عبر الحبال الصوتية ، يساعدهم الجهاز التنفسي على الاهتزاز وإنشاء أصوات مثل التحدث أو الغناء أو الصراخ.


شاهد الفيديو: كيف نتنفس اكسجين فقط ولماذا لاتدخل الغازات الاخرى الى الخلايا (أغسطس 2022).