Газообмен - exchange surfaces, Fick's law, mammalian lung

Question 1

1. Зачем многоклеточным организмам система газообмена?

Answer 1

Многоклеточным организмам нужна система газообмена для того чтобы снабжать клетки достаточным количеством кислорода и выводить карбон диоксид произведенный этими клетками.

Question 2

2. Назовите к чему адаптированы gas exchange surfaces для того чтобы максимизировать скорость обмена субстанциями? Обьясните как это способствует ускорению обмена.

Answer 2

Gas exchange surfaces адаптированы чтобы иметь:

Большую surface area to volume ratio - чем больше ratio, тем больше surface area для организма производить обмен, т.е. трансфер субстанций через surface происходит быстрее.

Short diffusion pathway - короткая дистанция для движения субстанций означает что они двигаются быстрее.

Steep concentration gradient - большая разница концентраций между двумя зонами означает что diffusion частиц из зоны высокой концентрации в зону низкой концентрации происходит быстрее.

Question 3

1. Что означает Fick’s law?

Answer 3

Скорость diffusion пропорциональна surface area x concentration difference / length of diffusion pathway

Это означает что скорость diffusion так же зависима от вышеперечисленных факторов

Question 4

1. Опишите поток воздуха в процессе дыхания.

Answer 4

Воздух входит в рот, проходит трахею -> трахея делиться на 2 бронхи: один на правой стороне тела, другой на левой стороне тела -> каждый бронхус делится на более маленькие бронхиоли -> бронхиоли заканчиваются маленькими мешочками воздуха - альвеоли. Gas exchange происходит в альвеоли.

Question 5

2. Где происходит газообмен и как? Опишите процесс.

Answer 5

Gas exchange происходит в альвеоли. Deoxygenated кровь течет в альвеоли, где карбон диоксид diffuses из капилляров через альвеолярную мембрану и в окружающий воздух down a concentration gradient. Кислород движется в противоположном направлении, из окружающего воздуха в кровяной поток, делая кровь oxygenated.

Question 6

3. Что дает большое разветвление сосудов в легких?

Answer 6

Большое разветвление сосудов в легких означает что там много альвеоли. Это дает альвеоли очень большую surface area что повышает скорость diffusion кислорода В кровь, а карбона диоксида ИЗ крови.

Question 7

4. Как еще альвеоли адаптированы для ускорения скорости diffusion?

Answer 7

Альвеоли получат большое снабжение кровью из окружающих капилляров, что поддерживает steep concentration gradient между кровью из капилляров и воздухом входящим в легкие.

Question 8

5. Какой особенностью обладает лайнинг альвеоли и что это дает?

Answer 8

Альвеоли обладают увлажненный внешний лайнинг, это дает газам расстворяться и двигаться через мембраны альвеоли быстрее.

Question 9

6. Какова толщина стенок альвеоли, что есть на эндоселиуме, и на что это влияет?

Answer 9

Стенки альвеоли одна клетка в толщину, на эндоселиуме есть поры. Это создает короткую дистанцию для diffusion газов и они могут diffuse быстро.