O’zbеkistоn rеspublikаsi оliy vа o’rtа mахsus

10-Mavzu: Nafas olish fiziologiyasi.
Asosiy savollar.

1. 
   Nafas olish organlari evalyutsiyasi. Umurtqali va umurtqasiz hayvonlarning nafas olishi.
   
2. 
   Nafas olish va nafas chiqarish mexanizmi.
   
3. 
   O‘pka va to‘kimalarda gaz almashinuvining asosiy xususiyatlari.
   
4. 
   O ₂ va СO₂ ning qon orkali tashilish mexanizmi.
   
5. 
   Nafas olishning boshqarilish mexanizmi.
   

1. 
   Nafas olish organlari evalyutsiyasi. Umurtqali va umurtqasiz hayvonlarning nafas olishi.
   

Barcha tirik organizmlarning hujayralari oziq moddalarning oksidlanishi parchalanishi oqibatida energiya bilan, asosan adenozintrifosfat (ATF) bilan ta’minlanadi.Hayvonlarda gazlar almashinuvining muhim mexanizmi —diffuziya hisoblanadi. Bunda gazning molekulalari parsial bosimi yuqori bo‘lgan soxadan parsial bosimi past bo‘lgan soxaga o‘tadi. Molekulalarning o‘tishi bo‘yicha bajariladigan ishga ularning shaxsiy kinetik energiyasi sarflanadi. Gazlarning diffuziyali alma­shinuvi, ya’ni kislorodning tashqaridan kirib kelishi karbonat angidridning tashkariga diffuziya bo‘lishi — mikroskopik organizmlarda biologik oksidlanishni to‘la o‘tishini ta’minlaydi. Lekin, diffuziya sekin o‘tadigan jarayon, unda moddalar nisbatan kichik masofalarga tanshiladi (0,5 mm atrofida). Moddalarni uzoq masofalarga tashilishi uchun, tez o‘tadigan jarayon (konveksiya), ya’ni kislorod va karbonat apgidridni gazli aralashma va (yoki) suyuqlik oqimi bilan tashishidan foydalaniladi. Yirik organizmlarning nafas olishini faqat respirator gazlarni konvektiv tashish ta’minlaydi.

Umurtqasizlarning nafas olishi. Suvda yashaydigan umurtqasizlar erigan kislorodni to‘g`ridan-to‘g`ri suvdan oladi va biologik oksidlanish paytida hosil bo‘ladigan karbonat angidridni ham suvga chiqaradi. Bir hujayralilarga to‘g`ridan-to‘g`ri nafas(gubka), yassi chuvalchanglarga xosdir. Ignatanlilarda gazlarni konvektiv tashish paydo bo‘lgan, ularda kipriklarning harakati tufayli suyuqliklarning selomik bo`shliq orqali oqishi kuzatiladi. Bularda nafas olish funksiyasi, ovqatlanish va ayiruv faoliyatidan xali ajralmagan.
Quruklikda yashaydigan umurtkasizlarning orasida birinchi bor havo bilan nafas olish turi halqasimon chuvalchanglarda kuzatiladi. Bunday nafas olish respirator a’zolar ishtirokisiz amalga oshiriladi. Gazlar almashinuvi namlangan teri koplamasi koplami orkali amalga oshiriladi. Mushaklarning qisqarishi tarkibida gemo­globin bo‘lgan konini chuqur joylashgan to‘qimalargacha etkazib beradi. Muhit bilan gazlar almashinuvining boshqa tipi qorinoyoqli mollyuskalarda uchraydi. Ularda ixtisoslashgan nafas a’zolari — doimo namlangan barg ko‘rinishidagi oddiy jabralar, yoki bo‘lmasa, tashqariga ochiluvchi teshiklar — inevmostomalari bo‘lishi mantiyali bo’shlik paydo bo‘lgan. Berk bo‘lmagan qon aylanish tizimi gemoglobin ishtirokida kislorodni to‘qimalarga yetkazilishini ta’minlaydi. Bo‘gimoyoqlilarda nafas olishning turli-tuman shakllari uchraydi. Lekin, ko‘pchilik bo‘gimoyoqlilarda traxeyalar shakllangan, ular tanaga chuqur botgan. Gazlarning traxeyali almashinuvi usuli hasharotlar uchun xosdir.
Xasharotlarda traxeyali tizimning rivojlanishi bir tomondan xitin qoplamning mavjudligi bilan, ikkinchi tomondan esa, tana massasi birligiga nisbatan xisoblanganda juda ko‘p energiya sarflanishi va, bundan kelib chiqqan holda, kislorodni jadal iste’mol kilish (urchish paytida u o‘n va yuz martagacha ortadi) bilan belgilanadi. Xasharotlarning nafas olish tizimi tashqi xavo bilan stigmalar orqali bog‘langan, xar bir stigma arterial bo‘shliqqa va keyinchalik asosan tana segmentlariga mos ravishda bo‘linadigan keng tarmoqlangan naychalarga va traxeyalarga olib boradi. Bu tarmoklar, hujayra membranalarigacha yoki hujayra ichidagi mitoxondriyalargacha kirib boradigan, tor kalta traxeolalar bilan tugaydi.
Traxeyali nafas olishning asosiy mexanizmi — gazlarning diffuziyasi bo‘lib, u, hujayra va atmosfera o‘rtasidagi parsial bosimning farqi tufayli ushlab turiladi. Undan tashqari, respiratorli gazlarning transporti, xattoki doimiy bo‘lmasa ham, konvektiv oqimlar bilan ta’minlanadi. Traxeyalarda xavoning xarakati tananing ritmik qisqarishlari bilan chiqariladi, ular xasharotlar asab tiziminimg bir kator gangliyalarida joylashgan markazlar tomonidan boshqariladi. Urchish paytidagi ko‘krak qafasi hajmining rit­mik o‘zgarishlari ham traxeya faol va ular tarkibidagi suyuqliklarni — gemolimfa plazmasini bir joydan ikkinchi joyga o‘tishi bilan boshqariladi, tizimining ventilyasiyasiga yordam beradi.
Umurtkalilarning nafas olishi ixtisoslashgan a’zolar, ya’ni asosan ichak naychalarining o‘simtalaridan rivojlangan a’zolar orkali amalga oshadi. Ko‘pchilik baliqlarga, jabralar yordamida suvli nafas olish xosdir. Ular suvni og’iz bo‘shligiga to‘ldirib, jabralari orqali o‘tqazadi. Kislorodni ajratib olish uchun teskari oqim prinsipi ishlatiladi, ya’ni jabra kapillyarlaridagi qon, jabra barglarini yuvadigan suvga qarshi oqadi. Bunga baliqni suv havzasida harakatlanishi yordam beradi. Jabrali nafas olishning yuqori samaradorligi, suv bilan jabra ventilyasiyasini amalga oshiradigan mushaklarning ishlashi uchun sarflanadigan katta mikdordagi energiyani kompensatsiya qiladi. Ushbu mushaklarni uzunchoq miyadagi nafas olish markazi boshqaradi, bu markaz uzining tashkiliyligi bo‘yicha sut emizuvchilarning nafas olish markaziga yaqin bo‘ladi. Karbonat angidridni suvda erish darajasining yuqoriligi, uni suvdan olish osonlashtiradi. SHu tufayli, baliqni respiratorli apparatining ishi organizmni kislorod bilan ta’minlashga xizmat qiladi. Qondagi kislorod miqdori to‘g’risidagi signallar jabra qon tomirlarining xemoretseptorlaridan keladi va baliqning na­fas olish markazi faolligini boshqaradi hamda uni suv xavzasining fiziologik optimal oksigenatsiyali zonalarini tanlashga majbur qiladi.
Ikki xil nafas oluvchi baliqlar bitta yoki ikkita qopchasimon ixtisoslashgan a’zo — o‘pka yordamida nafas oladi. Ko‘pchilik amfibiyalar, havo bilan nafas olishga o‘tgan bo‘lsa ham, o‘pkasi uncha rivojlanmagan bo‘ladi. Ular iste’mol qiladigan O₂ va ajratilgan CO₂ ning ko‘p qismi o‘pka orqali emas, balki namlangan teri orqali diffuziyalanadi. Reptiliyalarning (sudralib yuruvchilar) tanasi dagal teri bilan qoplanishi oqibatida suvda va teri orkali nafas olish imkoniyati yo’qoladi (suvda yashaydigan ayrim turlar va kaltakesaklardan tashqari). SHunday qilib, nafas olish evolyuiiisining ushbu davriga kelib, suvli muhitdagi gaz almashinuvidan «kuruk» ventilyasiyaga o‘tish) barqaror topgan.
Sovuqonli (poyqiloterm) umurtkalilarning metabolizmi nisbatan past bo‘lib, ularning nafas olish apparatini o‘tkazuvchanlik qobiliyati nisbatan kichikdir. Issiqqonli (gomoyoterm) umurtqalilar — sut emizuvchilar va qushlarda almashinuv jarayonlari ancha jadal va uyg’undir. Ularda gaz almashinuvi yuzasining kattalashuvi va o‘pkani qon bilan ta’minlanishini ko‘payishi sodir bo‘ladi. Amfibiyalar va reptiliyalardan farqli o‘pka ventilyasiyasining ritmik va pauzasiz tipi shakllanadi. Bunday hayvoilarda CO₂ to‘laligicha o‘pka orkali ajratilgani, oksidlanish jarayonining kuchayishi bilan esa, bu mahsulotning ajralishini jadallashishi tufayli,. nafas olishni boshqarish mexanizmi sezilarli darajada o‘zgaradi.
Qushlar o‘pkasidagi havo va qon o‘rtasidagi gazlar almashinuvi, havo kapillyarlari deb nomlangan «silindrsimon alveolalarda», bronxlarning oqova tizimida amalga oshadi. Bu tizim shunday tuzilganki, unda o‘pka, bir nechta havo qopchalari yordamida nafas olish va chikarish paytida ham toza havo bilan ventilyasiya qilinadi. Nafas olishning bunday tipi qushlar o‘rtasidagi gazlar almashinuviga yuqori samara beradi, u energiyani jadal sarflanishini, ayniqsa, uchish paytida qoplash uchun muhim ahamiyatga ega.

2.