Невероятно сложное путешествие кислорода по нашему организму — Энда Батлер

Посмотреть урок полностью: http://ed.ted.com/lessons/oxygen-s-surprisingly-complex-journey-through-your-body-enda-butler

Воздух, которым мы дышим, на 21% состоит из кислорода. В организме человека кислород играет важную роль при производстве энергии для подпитки большинства клеток. Но если газы могут эффективно распространяться при помощи диффузии только на крошечные расстояния, то как же кислород достигает клеток, расположенных глубоко внутри нашего организма? Энда Батлер проследит за невероятно сложным путешествием кислорода через наш организм.

Урок — Энда Батлер, анимация — Compote Collective.

В течение дня вы совершаете около
семнадцати тысяч дыхательных движений.

Вы редко задумываетесь
над процессом дыхания,

но «за кадром» совершается колоссальная
и чётко скоординированная работа.

Ваши жизненно важные органы:

кишечник,

мозг,

кости,

лёгкие,

кровь

и сердце

работают сообща,
чтобы поддерживать в вас жизнь,

доставляя кислород
к тканям по всему организму.

В кислороде нуждается
большинство клеток,

потому что он является одним из главных
компонентов клеточного дыхания —

реакции, в результате которой
образуется молекула, называемая АТФ,

эта молекула снабжает клетки энергией
для подпитки всех их удивительных функций.

Перенос кислорода по всему организму —
на удивление сложная задача.

Газ проникает в клетки
из окружающей среды путём диффузии.

Но это происходит только
на микроскопическое расстояние в глубину.

Поэтому для доставки кислорода
глубоко в клетки внутри организма

требуется целая транспортная сеть.

Здесь-то и включаются в работу наши
20 миллиардов эритроцитов.

Каждый из них содержит около 270 миллионов
кислородсвязывающих молекул гемоглобина,

который придаёт крови
свойственный ей алый цвет.

Чтобы произвести эти клетки,
организм использует то, что мы едим,

в качестве сырья.

В некотором смысле можно сказать,
что путешествие кислорода по организму

начинается с кишечника.

В результате невероятного сочетания

механических и химических
процессов пищеварения

еда расщепляется на мельчайшие частицы,
такие как железо,

которое является составляющим
элементом гемоглобина.

Железо по сердечно-сосудистой системе

доставляется в кроветворные
ткани организма.

Эти ткани являются колыбелью эритроцитов,

и их можно найти
внутри полостей костного мозга.

Почки регулируют уровень эритроцитов

посредством выделения эритропоэтина,

гормона, который заставляет костный мозг
увеличивать производство эритроцитов.

За одну секунду в нашем организме
образуется 2,5 миллиона эритроцитов!

Эта цифра равна населению Парижа.

Так что у кислорода, попадающего в лёгкие,
транспорта предостаточно.

Но прежде чем кислород
сможет достичь лёгких,

должен быть задействован мозг.

Мозг инициирует дыхание,

подавая команды через нервную систему

мышцам диафрагмы и межрёберным мышцам.

Сигналы заставляют их сокращаться,

тем самым увеличивая пространство
внутри грудной клетки,

что позволяет расширяться лёгким.

В результате этого расширения
внутреннее давление в лёгких падает,

заставляя воздух попадать внутрь.

Вы думаете, что наши лёгкие похожи
на два больших воздушных шара?

Но на самом деле всё намного сложнее.

И вот почему.

Эритроциты, находящиеся в сосудах лёгких,

могут подхватывать молекулы кислорода
лишь в непосредственной близости от крови.

Если бы лёгкие были воздушными шарами,
то воздух, который не находится

в непосредственном контакте
с внутренней поверхностью шаров,

не мог бы всасываться.

К счастью, строение лёгких таково,
что теряется очень мало кислорода.

Их внутренняя поверхность
состоит из сотен миллионов

миниатюрных шарообразных мешочков,
которые называются альвеолы,

что во много раз позволяет увеличить
площадь контактной поверхности

приблизительно до 100 квадратных метров.

Стенки альвеол состоят
из очень тонких плоских клеток,

которые окружены капиллярами.

Вместе стенки альвеол и капилляры
составляют мембрану толщиной в две клетки,

отчего кислород оказывается очень близко

к кровяным клеткам
и легко попадает в кровь.

Обогащённые кислородом клетки переносятся
через сердечно-сосудистую систему,

состоящую из множества
кровеносных сосудов,

по которым кровь доставляется из лёгких
к каждой клетке организма.

Если изобразить эти сосуды
в виде прямой линии,

то её хватит, чтобы несколько раз
обогнуть земной шар.

Чтобы заставить эритроциты
двигаться по этим сосудам,

нужен очень мощный насос,

и вот для чего нам понадобится сердце.

Сердце человека сокращается в среднем
около 100 000 раз в сутки,

оно, как электростанция, доставляет
в итоге кислород туда, где он необходим,

и завершает работу всего организма.

Только представьте себе —
вся эта сложная система работает

лишь ради доставки
крохотных молекул кислорода.

Если хотя бы один её элемент даст сбой,
это может привести к летальному исходу.

Вдохните.

Ваш кишечник, кости,
лёгкие, кровь и сердце

продолжают все вместе неистово трудиться,
чтобы поддерживать в вас жизнь.

Можете выдыхать.