Məlumat

Tənəffüsdə Bor effekti

Tənəffüsdə Bor effekti


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.

Bor effektinin YALNIZ toxumalarda [H+] konsentrasiyası ilə əlaqəli olduğunu söyləsəm düz olarmı?

Aydındır ki, karbon-dioksidin konsentrasiyası protonlar istehsal edərək (karbon anhidrazı vasitəsilə) bu konsentrasiyaya kömək edə bilər, lakin təsirdə birbaşa iştirak etmir?


Bor effektinin YALNIZ toxumalarda [H+] konsentrasiyası ilə əlaqəli olduğunu söyləsəm düz olarmı?

Mən deyərdim ki, yox. Çünki oksigenə bağlanma yaxınlığı tərs əlaqəlidir hər ikisi [1]:

  • yüksək $[H^+]$ konsentrasiyası
  • $CO_2$ artımı (bu, birincinin nəticəsi ola bilər)

$CO_2$ Bor effektində iştirak edir:

Karbon qazı təzyiqinin qanın oksigenlə bağlanmasına mənfi təsirinin bioloji əhəmiyyəti çox böyükdür. [… ] Qanın bədəndə hərəkəti zamanı oksigen təzyiqi nisbətən aşağı səviyyəyə enəcək, eyni zamanda karbon qazı təzyiqi yüksələcək. Bu, qandan oksigenin sərbəst buraxılmasını böyük dərəcədə dəstəkləyəcək və nəticədə oksigen istifadəsində səmərəliliyin artmasına səbəb olacaqdır [2].


İstinadlar:

  1. Vikipediya müəllifləri, "Bohr effekti", Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bohr_effect&oldid=618215597 (4 avqust 2014-cü ildə əldə edilib).
  2. Chr. Bor, K. Hasselbalch və August Krogh. Bioloji Əhəmiyyətli Münasibətlə əlaqədar - Qanın Karbon Dioksid Tərkibinin Oksigenlə Bağlanmasına Təsiri. http://www.udel.edu/chem/white/C342/Bohr%281904%29.html (04.08.2014-cü il tarixində əldə edilib)

Ciddi mənada [H$^+$] töhfə verdiyini düşünürəm birbaşa Bohr effektinə. Perutz və digərlərinin məqaləsi. (1980) H$^+$ ilə bilavasitə qarşılıqlı əlaqədə olan hemoglobində ən azı iki amin turşusu qalığını müəyyən etmişlər. CO$_2$ birbaşa iştirak etmir. Bundan əlavə, Bor effekti (və Kök effekti) pH baxımından müəyyən edilir.

Siz və @Cornelius, CO$_2$-ın Bor effektinə töhfə verdiyini doğru bilirsiniz, lakin ciddi şəkildə desək, proksimal səbəb deyil, töhfə verəndir. Suda həll olunan CO$_2$ H$_2$CO$_3$ əmələ gətirir, bu da H$^+$-nı buraxaraq pH-ı aşağı salır. Lakin, laktik turşu (məsələn) H$^+$-ın sərbəst buraxılması ilə yenidən Bohr effektinə kömək edə bilər.

CO$_2$ və laktik turşu H$^+$-ın sərbəst buraxılması ilə Bohr effektinə töhfə versə də, H$^+$ hemoglobindəki amin turşuları ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində faktiki səbəbdir.

  1. Perutz, M.F., və başqaları. 1980. İnsan hemoglobininin Bor effektinə töhfə verən qalıqların müəyyən edilməsi. J. Molekulyar Biologiya 138: 649-668.
  2. Root, R.W. və L. Irving. 1943. Karbon qazı və süd turşusunun dəniz balıqlarının tam və hemoliz qanının oksigen birləşdirici gücünə təsiri. Tautoga oniti (Linn.). Bioloji bülleten 84: 207-212.

Bohr effekti

Mücərrəd

Bohr effekti onurğalı hemoglobinlərinin (Hbs) xüsusiyyətinə aiddir, burada pH-dakı dəyişikliklər Hb-oksigenə (O) təsir edir. 2) yaxınlıq, dəstəkləyici yüklənmə (ağciyərlərdə/güllərdə) və boşaltmada (toxumalarda)2 Hb-dən. Molekulyar mexanizmlər onun müstəqil olaraq 3 dəfə təkamül etdiyini göstərir. Bor effekti hagfishes və elasmobranchs zəif, məməlilərdə orta dərəcədə, lakin xüsusilə lampreys və teleost balıqlarda güclüdür. Təxminən 250 milyon il əvvəl teleost balıqlarında böyük bir Bor effektinin təkamülü Hb proton tamponlama gücünün azalması ilə müşayiət olundu və bu, nisbi kiçik qan turşusu yüklərinin HbO-da böyük dəyişikliklərə səbəb olmasına imkan verdi.2 doyma.


Bor effektinin tərifi

Rəsmi tərif olmadıqda, əsas səviyyədə Bor effektini aşağıdakı kimi təyin etmək olar:

Aşağı pH və ya yüksək CO varlığında hemoglobinin oksigenə yaxınlığının azalması2

Bu, hemoglobin tetramerinin konformasiya dəyişikliklərinə məruz qalması nəticəsində baş verən müxtəlif amin turşusu qalıqlarının pKa-nın dəyişməsinin nəticəsidir. Beləliklə, Haldane effekti ilə eyni fiziki-kimyəvi sikkənin digər tərəfidir: Bor effekti CO2 əmələ gələndə oksigenlə baş verən hadisədir.2 deoksigenləşdirilmiş hemoglobin molekulunu sabitləşdirir, Haldan effekti isə CO-ya baş verən hadisədir.2 hemoglobin molekulu oksigensizləşdirildikdə.

Bohr effekti adətən belə təsvir olunur "oksigenə yaxınlığın azalması", lakin real olaraq bu, həm qələvi hipokapnik mühitlərdə müşahidə olunan yaxınlığın artması kimi, həm də turşu hiperkapnik mühitlərdə azalmış yaxınlığa aid ola bilər. Məsələn, ikincisi plasentada müşahidə edilən "ikiqat Bor effekti"ndə ikinci Bor effekti kimi görünür.

Bundan əlavə, hemoglobin tetramerinin müxtəlif tamponlama davranışlarını təsvir etmək üçün istifadə olunan "qələvi Bor effekti" və "turşu Bohr effekti" də tez-tez xatırlanır. Itiro Tyuma (1984) aşağıdakı qısa tərif verir:

  • Qələvi Bor effekti: protonlardır sərbəst buraxıldı fizioloji pH-da oksigenləşdikdə hemoglobin tərəfindən
  • Bohr turşusu effekti: protonlardır udulmuş aşağı pH-da oksigenləşdikdə hemoglobin tərəfindən

Bu turşu Bohr effektinə bəzən "əks Bor effekti" də deyilir, çünki hemoglobin normal olaraq protonlarla etməli olduğu şeyin əksini edir. Bu cür səhv davranış üçün kəsmə nöqtəsi kimi görünən pH dəyəri əslində 6.0-dır, bu da Bohr turşusunun təsirinin geri qalmasını olduqca əhəmiyyətsiz edir (çünki bu nə vaxt baş verəcək). Üstəlik, bu terminlər onilliklər keçdikcə köhnəlmiş kimi görünür, çünki onlar artıq yetmişinci və səksəninci illərdə olduğu kimi ədəbiyyatda görünmürlər. Bu günlərdə "qələvi Bor effekti" sadəcə olaraq "Bohr effekti" adlanır, çünki o, normal olaraq fizioloji pH-da baş verənləri təsvir edir. "Turşu Bor effekti" daha az tədqiq olunur və sirr olaraq qalır, çünki onu izah etmək üçün qənaətbəxş bir molekulyar mexanizm yoxdur.


Qan oksigen səviyyələrimiz adətən 95-99% ətrafında olur. Ancaq qanda oksigen səviyyələri və yığılmış oksigeni çatdırmaq qabiliyyətimiz eyni şeylər deyil. Kifayət qədər oksigen ehtiyatımız olması onun bütün hüceyrələrimizə çatdırılması demək deyil.

Daxil edin: Bohr effekti. Hələ 1904-cü ildə Kristian Bor adlı danimarkalı biokimyaçı təəccüblü bir kəşf etdi. Ən sadə dillə desək, o, bədəndə daha çox CO2-nin oksigenin daha səmərəli çatdırılmasına imkan verdiyini tapdı.

Bohr effekti: Arterial qanda CO2-nin qismən təzyiqi nə qədər aşağı olarsa, oksigen hemoglobinin miqdarı enerji üçün hüceyrələrə bir o qədər az buraxılacaqdır.

Karbon qazı qanda həll edildikdən sonra karbon turşusu əmələ gəlir. Bu, Bohrun qanı turşu və ya pH-da aşağı saldığına istinad edir. Nəticədə hemoglobinin strukturu dəyişir və oksigenin sərbəst buraxılmasını asanlaşdırır. Məşq zamanı bu prosesə daha yaxından nəzər salaq.


Fiziki fəaliyyət zamanı Bor effekti

İdman etdikdə bədənimizdə oksigenə olan tələbatımız artır. Hüceyrə tənəffüs sürətimiz artır, qanda karbon dioksidin miqdarını artırır, xüsusən də yüksək tənəffüs edən toxumaların, yəni istifadə etdiyiniz əzələlərin ətrafında. Bu, aktiv bölgələrdə CO2 konsentrasiyasını artırır və oksigenə daha çox ehtiyacı olan hüceyrələrə çatdırılmasına imkan verir. Nəticə olaraq, Bohr effekti insanlara oksigeni gücləndirilmiş şəkildə boşaltmağa imkan verir. Bədən, metabolik aktiv toxumalardan keçən hemoglobin ilə bağlı oksigeni boşaltdıqdan sonra oksigenin çatdırılması yaxşılaşır. Bədəndə daha çox metabolizm baş verdikcə, karbon qazının qismən təzyiqi daha da yüksəlir. Bu, yerli pH-ın daha da aşağı düşməsinə və daha çox miqdarda oksigenin boşaldılmasına səbəb olur.


Tənəffüs (fiziologiya)

Tənəffüsün fizioloji tərifi biokimyəvi tərifdən fərqlənir ki, bu da orqanizmin qida maddələrini oksidləşdirərək və tullantı məhsulları buraxaraq enerji əldə etməsi (ATP və NADPH şəklində) olan metabolik prosesə aiddir. Fizioloji tənəffüs hüceyrə tənəffüsünü və beləliklə, heyvanlarda həyatı təmin etmək üçün zəruri olsa da, proseslər fərqlidir: hüceyrə tənəffüsü orqanizmin ayrı-ayrı hüceyrələrində baş verir, fizioloji tənəffüs isə orqanizm və xarici mühit arasında metabolitlərin yayılması və daşınmasına aiddir.

Ağciyərdə qaz mübadiləsi ventilyasiya və perfuziya ilə baş verir. [1] Ventilyasiya ağ ciyər havasının daxilə və xaricə hərəkətinə, perfuziya isə ağciyər kapilyarlarında qan dövranı deməkdir. [1] Məməlilərdə fizioloji tənəffüs inhalyasiya edilən və çıxarılan nəfəslərin tənəffüs dövrlərini əhatə edir. İnhalyasiya (nəfəs alma) adətən alveollardakı hava ilə ağciyər kapilyarlarında qan arasında qaz mübadiləsi prosesinin baş verdiyi ağciyərlərə hava gətirən aktiv bir hərəkətdir. Diafraqma əzələsinin daralması tənəffüs sisteminin elastik, rezistiv və inertial komponentlərinin yaratdığı təzyiqlərə bərabər olan təzyiq dəyişikliyinə səbəb olur. Bunun əksinə olaraq, ekshalasiya (nəfəs alma) adətən passiv bir prosesdir.

Nəfəs alma prosesi hər inhalyasiya zamanı alveolları atmosfer havası ilə doldurmur (nəfəs başına təxminən 350 ml), lakin inhalyasiya edilmiş hava diqqətlə seyreltilir və böyük həcmdə qazla (yetkin insanlarda təxminən 2,5 litr) yaxşıca qarışdırılır. hər ekshalasiyadan sonra ağciyərlərdə qalan və qaz tərkibi ətraf havanın tərkibindən ciddi şəkildə fərqlənən funksional qalıq tutum. Fizioloji tənəffüs funksional qalıq tutumunun tərkibinin sabit saxlanılmasını təmin edən və ağciyər kapilyar qanında həll olunan qazlarla və bununla da bütün orqanizmdə tarazlaşan mexanizmləri əhatə edir. Beləliklə, dəqiq istifadədə sözlər nəfəs almaventilyasiya sinonimləri deyil, hiponimləridir tənəffüs lakin bu resept ardıcıl təqib deyil, hətta ən səhiyyə təminatçıları tərəfindən, çünki müddəti tənəffüs dərəcəsi (RR) səhiyyədə yaxşı qurulmuş bir termindir, baxmayaraq ki, onun ardıcıl olaraq dəyişdirilməsi lazımdır. ventilyasiya dərəcəsi dəqiq istifadəyə riayət olunsaydı. Tənəffüs zamanı C-H bağları oksidləşmə-reduksiya reaksiyası ilə qırılır və beləliklə karbon qazı və su da əmələ gəlir. Hüceyrə enerjisinin əmələ gəlməsi prosesi hüceyrə tənəffüsü adlanır.


Daxili tənəffüs

Hüceyrə tənəffüsü orqanizmin oksigenin qlükoza ilə reaksiyası nəticəsində enerji əldə etdiyi metabolik prosesdir.

Öyrənmə Məqsədləri

Daxili (hüceyrə) tənəffüsü təsvir edin

Əsas Çıxarışlar

Əsas Nöqtələr

  • Hüceyrə tənəffüsü, orqanizmin su, karbon qazı və adenozin trifosfat (enerji) vermək üçün oksigeni qlükoza ilə reaksiyaya salaraq enerji əldə etdiyi metabolik prosesdir.
  • Hüceyrə tənəffüsünün 3 addımı qlikoliz, Krebs dövrü və oksidləşdirici fosforlaşmadır.
  • Karbon qazı qlükozadakı karbondan və hüceyrə tənəffüsündə istifadə olunan oksigendən gələn hüceyrə tənəffüsünün tullantı məhsuludur.
  • Daxili tənəffüs qan və toxumalar arasında qaz mübadiləsini və hüceyrə tənəffüsünü əhatə edir.
  • Toxumalarda qaz mübadiləsi toxuma səthinin sahəsi, qazın qismən təzyiq gradienti və bu toxumaların qan perfuziyası nəticəsində baş verir.

Əsas Şərtlər

  • Hüceyrə tənəffüsü: Qlükoza və oksigendən adenozin trifosfat (ATP), su və karbon qazı istehsal edən hüceyrə prosesi.
  • Oksidləşdirici fosforlaşma: Nikotinamid adenin dinukleotidindən (NADH) böyük miqdarda ATP istehsal edən elektron nəqliyyat zəncirinin yaradılması üçün oksigenin istifadə olunduğu hüceyrə fosforlaşmasının son mərhələsi.

Daxili tənəffüs iki fərqli prosesə aiddir. Birincisi, qan axını ilə toxumalar arasında qaz mübadiləsidir. İkincisi, hüceyrə tənəffüs prosesidir, bu prosesdən hüceyrələr əsas metabolik funksiyaları yerinə yetirmək üçün oksigendən istifadə edirlər.

Dokularla qaz mübadiləsi

Alveollarda qaz mübadiləsi baş verir ki, oksigen qana yüklənir və karbon qazı qandan boşaldılır. Daha sonra oksigen pulmoner vena vasitəsilə ürəyin sol tərəfinə gətirilir və onu sistemli dövriyyəyə pompalayır.

Qırmızı qan hüceyrələri oksigeni bədənin toxumalarının kapilyarlarına daşıyır. Oksigen toxumaların hüceyrələrinə yayılır, karbon qazı isə toxumaların hüceyrələrindən və qan dövranına yayılır.

Toxuma qaz mübadiləsinə təsir edən amillər alveolyar qaz mübadiləsi faktorlarına bənzəyir və onlara qan və toxumalar arasında qismən təzyiq qradiyenti, həmin toxumaların qan perfuziyası və həmin toxumaların səth sahələri daxildir. Bu amillərin hər biri, ümumiyyətlə, bu amillər artdıqca qaz mübadiləsini artırır (yəni, daha çox qan perfuziyası olan toxumalarda daha çox oksigen diffuziyası).

Sistemli kapilyarlarda qismən təzyiq gradientlərinə gəldikdə, onlar PaO-ya malikdirlər2 100 mmHg və PaCO2 kapilyarda 40 mmHG və PaO2 40 mmHg və PaCO2 qaz mübadiləsinin baş verməsinə imkan verən buraxılış hüceyrələrinin içərisində 45 mmHg.

Hüceyrə tənəffüsü

Hüceyrə tənəffüsü, orqanizmin hüceyrə üçün funksional enerji mənbəyi olan su, karbon dioksid və ATP istehsal etmək üçün oksigenin qlükoza ilə reaksiyası nəticəsində enerji əldə etdiyi metabolik prosesdir. Hüceyrə tənəffüsü üçün oksigen tədarükü tənəffüs sisteminin xarici tənəffüsündən gəlir.

Hüceyrə tənəffüsünə ümumi baxış: Qlikoliz, Krebs dövrü (həmçinin limon turşusu dövrü adlanır) və elektron nəqli zənciri daxil olmaqla hüceyrə tənəffüsünün diaqramı.

Hüceyrə tənəffüsü üç əsas mərhələni əhatə edir və əsasən hüceyrənin sitoplazmasında və hüceyrənin mitoxondrisində baş verir. Hüceyrə tənəffüsünün xalis formulu:

  1. Qlikoliz: qlükozanın piruvata, ATP, H2O, və istilik.
  2. Krebs Cycle: Piruvatdan NADH istehsal edir.
  3. Oksidləşdirici fosforlaşma: NADH, oksigen və H+-dan ATP istehsal edir. Oksigen ATP istehsal etmək üçün elektron nəqliyyat zəncirində elektron reseptor rolunu oynayır.

Hüceyrə tənəffüsünün xalis formulu:

Karbon qazı tullantıları qlükozadan olan karbonun nəticəsidir (C6H12O6) tənəffüsün sonunda ATP istehsal etmək üçün lazım olan piruvat və NADH aralıqlarını istehsal etmək üçün parçalanır. ATP-də saxlanılan enerji daha sonra enerji tələb edən prosesləri, o cümlədən biosintez, hərəkət və ya molekulların hüceyrə membranları arasında daşınması üçün istifadə edilə bilər.

Hüceyrə tənəffüsü anaerobik olaraq oksigen olmadan, məsələn, laktik turşu fermentasiyası yolu ilə baş verə bilər. İnsan hüceyrələri, toxumaları gücləndirmək üçün kifayət qədər oksigen olmadıqda, gərgin məşq zamanı əzələ toxumasında laktik turşu fermentasiyasından istifadə edə bilər. Bu proses aerob tənəffüslə müqayisədə çox səmərəsizdir, çünki oksidləşdirici fosforlaşma olmadan hüceyrə demək olar ki, çox ATP istehsal edə bilməz (hüceyrə tənəffüsü zamanı 38 ilə müqayisədə 2 ATP).


BOHR ETKİSİ OLAN XÜSUSİ HALLAR

Bor effektinin xüsusi halı Karbonmonoksit (CO) mövcud olduqda baş verir. Bu molekul oksigen üçün rəqabətli bir inhibitor kimi xidmət edir. Karbonmonoksit hemoglobinlə birləşərək karboksihemoqlobin əmələ gətirir. Hemoqlobinin karbonmonoksitə (CO) yaxınlığı oksigendən təxminən 250 dəfə güclüdür.. Bu o deməkdir ki, bir dəfə əlaqəli olduqda, onu ayırmaq çox çətindir. CO oksigenlə bağlandıqdan sonra oksigenin digər alt hissələrə də bağlanmasını maneə törədir.

Karbonmonoksit struktur olaraq oksigenə çox oxşardır. Bu, o qədər oxşardır ki, karboksihemoqlobinin bütün boş qalan subunitlərin oksigenə yaxınlığını artırmasına səbəb ola bilər. Bu birləşmə oksigenin bədənin toxumalarına çatdırılmasını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Yuxarıdakı xüsusiyyətlər karbonmonoksiti son dərəcə zəhərli edir. Bu toksiklik karboksihemoqlobinin iştirakı ilə Bor effektinin gücünün artması ilə bir qədər azalır.

Bir cavab buraxın Cavabı ləğv edin

Bu sayt spamları azaltmaq üçün Akismet-dən istifadə edir. Şərh datanızın necə işləndiyini öyrənin.


Nəfəs almanın vacib funksiyaları hansılardır?

Bütün canlılar bədənin, onun hissələrinin və hüceyrələrinin müxtəlif fəaliyyətlərini həyata keçirmək üçün enerji tələb edir. Gündəlik metabolik fəaliyyətlər üçün tələb olunan enerji bədəndə davamlı olaraq gedən qidaların oksidləşməsindən əldə edilir.

2. İfrazat: Tənəffüs zamanı karbon qazı, su və s.

3. Turşu-əsas balansının saxlanması: CO2-nin xaric edilməsi orqanizmdə turşu-əsas balansını qoruyur.

4. Temperaturun saxlanması: Ekshalasiya zamanı bədən istiliyini saxlayan böyük miqdarda istilik xaric olur.

5. Qan və limfanın qaytarılması: ilham zamanı qarın içi təzyiq artır və intratorasik təzyiq azalır. Bu, qan və limfanın qarın boşluğundan döş qəfəsinə qayıtması ilə nəticələnir.

Tənəffüs zamanı hava ağciyərlərin alveolalarına çatır. Atmosfer havası ehtiva edir. Oksigen 20,9 faiz Karbon dioksid 0,04 faiz Azot və digər inert qazlar 79 faiz Su buxarı Dəyişən (0 Qazlar həmişə daha yüksək konsentrasiyalı ərazidən aşağı konsentrasiyalı sahəyə yayılır. Qazlar həmişə qabının bütün divarlarına təzyiq göstərir. Qazlar həmişə qablarını tam doldurur (iii) Qazların molekulları daim hərəkətdədirlər.

Oksigen və karbon qazı kimi tənəffüs qazları diffuziya prosesi ilə sərbəst hərəkət edir. Diffuziya prosesi təkcə qazın yaratdığı təzyiqlə düz mütənasibdir. Fərdi qazın yaratdığı təzyiqə qismən təzyiq deyilir. P0 kimi təmsil olunur2, PC02, PN2 müvafiq olaraq oksigen, karbon qazı və azot üçün.

Ağciyər arteriyaları oksigensiz (venoz) qanı ağciyərlərə, ağciyər damarları isə ağciyərlərdən oksigenlənmiş (arteriya) qanı daşıyır. Ağciyərlərdə alveollar və qan kapilyarları arasında qaz mübadiləsi baş verir. Buna xarici tənəffüs də deyilir.

Alveolların divarı çox nazikdir və zəngin qan kapilyar şəbəkəsinə malikdir. Buna görə alveol divarı axan qan təbəqəsi kimi görünür və tənəffüs membranı alveolar- kapilyar membran adlanır). Tənəffüs membranı əsasən aşağıdakılardan ibarətdir: (a) alveolyar epitel (b) epitelial bazal membran (c) nazik interstisial boşluq (d) kapilyar bazal membran və (e) kapilyar endotel. Bütün bu təbəqələr 0,2 mm qalınlığında bir membran meydana gətirir. Tənəffüs membranında alveollar və ağciyər qanı arasında qaz mübadiləsi limiti var. Buna diffuziya qabiliyyəti deyilir. Yayılma qabiliyyəti 1 mm Hg təzyiq fərqi üçün dəqiqədə membran vasitəsilə yayılan qazın həcmi kimi müəyyən edilir. Bundan əlavə, yayılan qazların həllolma qabiliyyətindən asılıdır.

Başqa sözlə, müəyyən bir təzyiq fərqində karbon qazının diffuziyası oksigendən 20 dəfə, oksigeninki isə azotdan iki dəfə daha sürətli olur. Oksigenin qismən təzyiqi (P02) alveollarda ağciyər arteriyalarının kapilyarlarında deoksigenləşdirilmiş qandan daha yüksəkdir. Qazlar daha yüksək konsentrasiyadan aşağıya doğru yayıldıqca, oksigen alveollardan qana doğru hərəkət edir. Karbon qazı ilə bağlı vəziyyət əksinədir. Karbon qazının qismən təzyiqi (PC02) deoksigenləşdirilmiş qanda (46 mm civə sütunu) alveollarda (40 mm Hg) daha yüksəkdir, buna görə də karbon qazı qandan alveolalara keçir. Azotun qismən təzyiqi (PN2) qanda olduğu kimi alveollarda da eynidir (573 mm Hg). Bu vəziyyət qorunur, çünki qaz kimi azot bədən tərəfindən istifadə olunmur.

Oksigenli qan qan kapilyarlarından ürəyə göndərilir. Ürək bu oksigenlə zəngin qanı damarlar vasitəsilə bədənin müxtəlif hissələrinə paylayır. Arteriyalar bölünərək arteriollar əmələ gətirir. Sonuncu daha da bölünərək kapilyarlar əmələ gətirir. Toxuma qan kapilyarları və toxuma hüceyrələri arasında oksigen və karbon dioksid mübadiləsi baş verir ki, bu da daxili tənəffüs adlanır. Oksigenin qismən təzyiqi bədən hüceyrələrinə (20 mm Hg) nisbətən daha yüksəkdir (95 mm Hg), karbon qazının qismən təzyiqi isə bədən hüceyrələrinə (52 mm Hg) nisbətən daha azdır (46 mm Hg). Beləliklə, oksigen kapilyar qandan toxuma mayesi vasitəsilə bədən hüceyrələrinə, karbon qazı isə toxuma mayesi vasitəsilə kapilyarların bədən hüceyrələrindən yayılır. İndi qan deoksigensizləşir. Sonuncu ürəyə və beləliklə də ağciyərlərə daşınır.

Qan oksigeni ağciyərlərdən ürəyə, ürəkdən isə müxtəlif hissələrə daşıyır. Qan həmçinin karbon qazını bədən hissələrindən ürəyə, sonra isə ağciyərlərə gətirir.

(i) Həll olunmuş qaz kimi: Qandakı oksigenin təxminən 3 faizi oksigeni bədən hüceyrələrinə daşıyan plazmada həll olunur.

(ii) Oksihemoqlobin olaraq: Oksigenin təxminən 97%-i eritrositlərin hemoglobinlə birlikdə daşınır. Oksigen və hemoglobin oksihemoqlobin əmələ gətirmək üçün asanlıqla geri çevrilən reaksiyada birləşir.

Heamoglobin Oksigen Oksihemoqlobin Yüksək parsial təzyiq altında oksigen ağciyər (ağciyər) qan kapilyarlarında asanlıqla hemoglobinlə birləşir. Bu oksigenli qan müxtəlif toxumalara çatdıqda, oksigenin qismən təzyiqi azalır və oksigeni hemoglobinə bağlayan bağlar qeyri-sabit olur. Nəticədə qan kapilyarlarından oksigen ayrılır.

Normal bir insanın hər mililitr qanında təxminən 15 qram hemoglobin var. 1 qram hemoglobin təxminən 1,34 ml oksigeni bağlayır. Beləliklə, orta hesabla 100 ml qan təxminən 20 ml (dəqiq 19,4 ml) 0-nı daşıyır.2. Beləliklə, normal şəraitdə 100 ml qan almaq üçün təxminən 5 ml oksigen nəql olunur.

Məşq zamanı və ya ağır şəraitdə əzələ hüceyrələri daha çox oksigen istehlak edir, toxumada oksigenin qismən təzyiqi aşağı düşür, bunun nəticəsində toxuma səviyyəsində qanda cəmi 4,4 ml oksigen olur/v100 ml qan. Beləliklə, məşq zamanı təxminən 15 ml oksigen hemoglobin tərəfindən daşınır.

Oksigen-hemoqlobinin dissosiasiya əyrisi: 0 ilə bağlı olan hemoglobinin faizi2 hemoglobinin faizlə doyması adlanır. P0-dan asılıdır2 qanda. P02 ağciyərləri tərk edən oksigenli qanda təxminən 95-97 ml Hg təşkil edir və bu zaman P02, hemoglobin təxminən 97% 0 ilə doymuşdur2. P02 bədən toxumalarından qayıdan deoksigenləşdirilmiş qanda cəmi 40 mm Hg və bu P0-da2, hemoglobin yalnız təxminən 70% -dən 75% -ə qədər 0 ilə doymuşdur2. P0 arasındakı bu əlaqə2 və hemoglobinin 0 ilə doyma faizi2 qrafik olaraq oksigen-hemoqlobinin dissosiasiya əyrisi adlanan əyri ilə təmsil olunur ki, bu da bu əlaqəyə görə tipik siqmoiddir. Başqa sözlə, bu əyri qismən təzyiqə görə oksigenin necə yükləndiyini və boşaldığını göstərir. Bu əyri P0-dan asılıdır2, PC02, temperatur və pH.

Bohr effekti: Turşu mühitində oksigen hemolobindən daha tez parçalanır. Artan turşuluğun hemoqlobinə təsiri Danimarka fizioloqu Kristian Borun şərəfinə Bor effekti adlanır. Bohr effekti 0-ın sərbəst buraxılmasını asanlaşdırır2 C0 olduğu toxumalarda oksihemoqlobindən2 istehsal pH-ı aşağı salır. Beləliklə, Bohr effektinin ümumi nəticəsi ağciyərlərdən toxumalara daha çox oksigen nəqlini təmin etməkdir, çünki hemoglobinlə bağlanan oksigenin miqdarı əhəmiyyətli dərəcədə artır.

Qidanın oksidləşməsi zamanı karbon qazı, su və enerji əmələ gəlir. Qaz şəklində olan karbon qazı hüceyrələrdən kapilyarlara yayılır və burada üç yolla nəql olunur. (z) Həll olunmuş qaz kimi: Yüksək həll olunma qabiliyyətinə görə, təxminən 7 faiz karbon qazı qan plazmasında həll olur və məhlulda ağciyərlərə daşınır.

Oksigensiz (venoz) qan (PC02 40 mm Hg) və oksigenli (arterial) qan (PC02 40 mm Hg-dir) təxminən 2,7 ml və 2,4 ml C0 daşıyır2 müvafiq olaraq plazmada həll olunmuş vəziyyətdə olan 100 ml qan üçün. Beləliklə, təxminən 0,3 (2,7 minus 400 ml, 2,4) ml C02 qan plazmasında həll olunmuş halda 100 ml qana daşınır. Bu, bütün C0-ın təxminən 7%-ni təşkil edir2 qanla toxumalardan ağciyərlərə daşınır. (ii) Bikarbonat ionları kimi’. Qanda həll olunan karbon qazı su ilə reaksiyaya girərək karbon turşusuna çevrilir. Bu reaksiya qan plazmasında çox yavaş gedir, lakin qırmızı qan hüceyrələrinin içərisində çox sürətlə baş verir, çünki qırmızı qan hüceyrələrində olan sink tərkibli bir ferment, karbon anhidrazı onun sürətini təxminən 5000 dəfə sürətləndirir. Su ilə reaksiyaya girərək karbon turşusu (H2 C03).

Daha sonra hidrogen ionlarının çoxu qırmızı qan hüceyrələrindəki hemoglobinlə birləşir, çünki hemoglobin güclü bir turşu-əsas tamponudur. Öz növbəsində, bikarbonat ionlarının çoxu qan plazmasına, xlorid ionları isə qırmızı qan hüceyrələrinə yayılır. Bu, qırmızı qan hüceyrələrinin membranında iki ionu əks istiqamətdə sürətli sürətlə hərəkət etdirən xüsusi bikarbonat-xlorid daşıyıcı zülalının olması ilə mümkün olur. Beləliklə, venoz (deoksigenləşdirilmiş) qırmızı qan hüceyrələrinin xlorid tərkibi arterial (oksigenləşdirilmiş) qırmızı qan hüceyrələrinə nisbətən daha çoxdur.

Xlorid sürüşməsi (=Hamburger fenomeni). Bikarbonat ionlarının çıxması plazma və eritrositlər (RBC) arasında ion balansını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirir. Bu ion tarazlığını bərpa etmək üçün xlorid ionları plazmadan eritrositlərə yayılır. Xlorid ionlarının bu hərəkəti xlorid sürüşməsi adlanır (=Hamburger fenomeni). Sonuncu, eritrositlər və plazma arasında qan və elektrokimyəvi tarazlıq üçün pH 7.4 turşu əsas tarazlığını saxlayır. Xlorid ionları (Cl

) daxilində RBC kalium ionu (K+) ilə birləşərək kalium xlorid (KC1), hidrogen karbonat ionları (HC0) əmələ gətirir.3) qan plazmasında Na+ ilə birləşərək natrium hidrogen karbonat (NaHC03). (iii) Karbaminohemoqlobin kimi: Karbon dioksid su ilə reaksiya verməklə yanaşı, birbaşa amin radikalları (NH) ilə də reaksiya verir.2) hemoglobinin qeyri-sabit karbaminohemoqlobin (C02 HHb, həmçinin HbCO yazılırz). Bu geri çevrilə bilən reaksiyadır. Az miqdarda karbon qazı da plazma zülalları ilə eyni şəkildə reaksiya verir. Təxminən 23 faiz C02 hemoglobin və plazma zülalları ilə birlikdə nəql olunur.

Ağciyər alveollarında karbon qazının sərbəst buraxılması: Ağciyər arteriyaları oksigensiz qanı ağciyərlərə aparır. Bu qanda qan plazmasında həll olunmuş karbon dioksid, bikarbonat ionları və korbominohemoqlobin şəklində var.

(i) C02 venoz qana nisbətən arterial qanda daha az həll olunur. Beləliklə, bəzi C02 ağciyər kapilyarlarının qan plazmasından ağciyər alveollarına yayılır.

(ii) C0 buraxılışı üçün2 biokarbonatdan bir sıra əks reaksiyalar baş verir. Ağciyər qan kapilyarlarının hemoglobini 0 tutduqda2, ondan H + ayrılır. Sonra Cl

və HC03 ionları KC1 qanından və NaHC0-dan ayrılır3 müvafiq olaraq RBC-də. Bundan sonra HC03 H+ ilə reaksiyaya girərək H əmələ gətirir2C03. Nəticədə H2C03 karbonik anhidraz fermenti və C0 iştirakı ilə karbon qazına və suya parçalanır.2 ağciyərlərin alveolalarına buraxılır.

(iii) Yüksək P02 hemoglobinin oksigenləşməsi səbəbindən ağciyər qan kapilyarlarında C0-nın ayrılmasına kömək edir.2 karbomino hemoglobindən.


Balıqlarda tənəffüs

Tənəffüs biokimyəvi bir prosesdir ki, bunun nəticəsində hüceyrədəki qida oksigenin köməyi ilə oksidləşərək enerji və karbon qazı (CO2) əlavə məhsul kimi buraxılır. Bütün növ bioloji funksiyalar belə enerji tələb edir. Karbohidratlar əsasən enerji istehsalında iştirak edir. Karbohidratlar olmadıqda, bu enerji yağları və zülalları oksidləşdirərək istehsal olunur. Bu reaksiya aşağıda kimyəvi tənliklərlə göstərilmişdir.

Tənəffüs həyatın bir xüsusiyyətidir və bədəndəki bütün biokimyəvi fəaliyyətlərin göstəricisidir. Tənəffüs iki qazın, oksigenin (O2) və karbon qazı (CO2). Tənəffüs sistemi funksiyada iştirak edən bütün orqanlardan ibarətdir. Oksigenin mövcudluğuna əsasən tənəffüs aerob və anaeroba bölünür.

Aerob tənəffüsdə ətraf mühitdən sərbəst oksigen alınır və enerji yarandıqca karbon qazı buraxılır. Bu cür tənəffüs əksər bitki və heyvanlarda olur. Bu şəkildə nəfəs alan orqanizmlərə aeroblar deyilir. Laktik turşu qlükoza anaerob tənəffüsdə metabolizə edildikdə əmələ gəlir. Bu zaman oksigen tələb olunmur və karbon qazı əmələ gəlmir. Belə tənəffüs müəyyən bakteriyalarda, parazitlərdə və s. baş verir. Belə orqanizmlərə anaeroblar deyilir. Orqanizmdə oksigenin olmaması anaerobiyaz adlanır.

Digər heyvanlar kimi, oksidləşmə və enerji istehsalı üçün balıq toxumalarına da kifayət qədər oksigen tədarükü tələb olunur. Heyvanlarda hüceyrədaxili oksidləşmə üçün oksigeni qəbul etmək və həyatı təmin etmək və karbon qazı buraxmaq üçün bir tənəffüs orqanı meydana gəldi.

Tənəffüs orqanları vasitəsilə qan və su (hava) arasında oksigen və karbon qazı mübadiləsi aparılır. Bu cür tənəffüs ekshalasiya adlanır. Qan və bədən toxumalarının və qazların mübadiləsi yolu ilə hüceyrədə inhalyasiya adlanan enerji yaranır.

Əksər heyvanlarda tənəffüsü idarə edən xüsusi orqanların olması müşahidə edilə bilər. Tənəffüs sistemi bu orqanlardan ibarətdir. Heyvanlar aləmində tənəffüs orqanlarının dörd əsas növü vardır. Bunlar:

Balıqlarda yaxşı inkişaf etmiş tənəffüs orqanları var. Müxtəlif balıqların tənəffüsünün fizioloji prosesləri yuxarı fəqərələrin tənəffüs proseslərinə təxminən oxşardır. Ancaq tənəffüs orqanlarında fərqlər var. Balıqlar əsas suda yaşayan onurğalılardır və həll olunmuş oksigenin çox hissəsini sudan götürürlər. Bəzi balıqlar hava ilə nəfəs almaq qabiliyyətinə malikdir. Gillər balıqların əsas tənəffüs orqanlarıdır. Bununla belə, bəzi sümüklü balıqların hava ilə nəfəs almasına kömək edən tənəffüs orqanları var. Hava ilə nəfəs alan balıqlarda qəlpələr tamamlayıcı rol oynayır. Effektiv tənəffüs orqanı olaraq, gill içindən axan suda həll olunan oksigenin 70%-ə qədərini istifadə edə bilir. İnsanlarda ağciyərlərdə olan oksigenin 25%-i ağciyər boşluğuna daxil ola bilir. Gillərin balıqlarda tənəffüs orqanı kimi qabiliyyəti iki amildən asılıdır, yəni

1. Gill quruluşunun və kapilyar qan damarlarının təbiəti

2. Təzə oksigen hər zaman qəlpələrlə təmasda ola bilməsi üçün qəlpələri axan su axınına batırın.

Balıqlarda Gillərin yeri

Farenksin yan divarında bir sıra şaquli açılış gills varlığını göstərir. Hər bir faringeal açılış gill açılışları vasitəsilə xaricə bağlanan yastılaşdırılmış gill kisəsinə daxil olur. Gill kisələri branxial septumla ayrılır. Bu septum və ya aralıqlar gill filamentlərini əks divarına aparır. Başın ucunda, gözlər və döş üzgəcləri arasında xarici gill açılışları var.

Gill açılışları adətən kiçikdir, lakin içərisindədir Cetorhinus (böyük köpəkbalığı), açılışlar çox böyükdür, bədənin yuxarıdan aşağıya qədər uzanır. Digər gill açılışları posterior budaq tağlarında yerləşir. Əksər qığırdaqlı balıqlarda spiraldan əlavə hər tərəfdə beş gill açılışı olur, lakin bəzi köpək balıqları, məsələn Hexanchus, spirakül istisna olmaqla altı gill açılışı var və Heptranxiyalar yeddi cüt gill açılışı var.

Əksər qığırdaqlı balıqlarda, xüsusən də köpəkbalıqlarında gill kisəsi ayrı-ayrı xarici solqa dəlikləri vasitəsilə xaricə məruz qalır, solğac dəlikləri isə posterior dəri qıvrımları ilə örtülür.

Sümüklü balıqlarda faringeal gill açılışları var, lakin onlar ayrı-ayrılıqda xaricə məruz qalmırlar. Bütün bu deşiklər hərəkətli operkulumla örtülmüş ümumi budaq kamerasına məruz qalır. Hər bir budaq kamerası böyük bir açılışla kənarda ifşa olunur. İki tərəfin operkulası üst-üstə düşür və ya birləşir. Bəzi aktinopteriqlarda bu üst-üstə düşmənin yaxınlaşma sürəti o qədər yüksəkdir ki, operkulyar açılış kiçik ikitərəfli yuvarlaq bir açılışa (məsələn, yılan balığı balığı) qədər azalır.

Operkulum dörd geniş və yastı sümükdən ibarətdir ki, onların ventral tərəfində uzun filialiostegal şüaları ola bilər və ya olmaya bilər. Among cartilaginous fish, operculum is present in Holocephali. This structure of oparculam in this fish is the interstitial condition of cartilaginous and bony fish. In this case, the actual interbranchial septum is smaller and the gills are in a normal branchial chamber. On the outside of this chamber, like the operculum of bony fish, it is covered by a skin-like fringe. Each branchial chamber is exposed outside through an opening. The bony fish has four gills on each side of its head. These gills are covered by operculum or gill covers which are exposed on the outside by an opening.

Types of Gills

There are two types of fish gills based on location, viz

(1) Internal gills- In this case, the gills are placed inside the gill pouch (shark) or inside the branchial chambers (holocephalan and bony fish).

(2) External gills - External gills develop in many fish for respiration in the larval stage. On the basis of development, it is again divided into two types, viz

(a) True external gills - They do not depend on the internal gills but develop as a result of development of skin. In the larval stage, PolypterusLepidosiren have true external gills. The number here is four pairs. This external gill becomes extinct as it matures, but at the the adult stage, Protopterus also contains external gill remains. In Polypterus, leaf-like external gills are present located on the gill opening.

(b) Prolongation from the internal gills: This type of gill is formed by elongating the inner gill-filament and it is located outside the body. Such gills are found in some Selachian and embryos of some oviporous bony fish. Long fibrous external gills are made up of from the wall of the gill opening of embryos in cartilaginous fish. Sea water flows through such type of fibrous structures and plays a role in respiration.

In the viviparous cartilaginous fish (Selachian), these organs also participate in the absorption of nutrients. In the larval stage of some oviparous bony fish (Gymnarchus, Clupisdis) and other fish it plays a role in respiration. İçində Gymnarchus, a thin fibrous growth is formed from the opercular end of the internal gills and acts as an external gills.

The gill is divided into four types based on its structure and function, yəni

(1) Hemibranch: The gill pouches are separated by the interbranchial septum. The front and back walls of each septum carry rows of gill filaments. The row of gill filaments on one side of the interbranchial septum is called the hemibranch. Hemibranch is divided into two types, viz

(a) Mandibular Hemibranch: The mandibular hemibrunch usually helps to close the spiracle and it receives oxygenated blood. The mandibular hemibranch regulates blood pressure in the ophthalmic arteries by increasing the oxygen concentration in the blood of the brain and acts as an endocrine gland. Most of it is made up of acidophilic cells. İçində Lepisosteus, the mandibular pseudobranch and the hyoidian hemibranch are very close together and it receives blood from the afferent hyoidian artery and the 1st gill arch efferent artery. In sturgeon (Acipenser), there is no contact between mandibular pseudobranch and hyoidian hemibranch. In Amia, there is no direct contact between the pseudobranch and the effernet or afferent blood vessels. In this case, the pseudobranchial blood vessel connects the orbital and ophthalmic blood vessels. Polypterus does not have mandibular pseudobranch.

(b) Hyoidean Hemibranch: Most fish have such gills. Most gills of Elasmobranchii are of the hemibranch type. In shark, each gill arch holds one afferent and two efferent blood vessels. In this case, 5-7 pairs of gill pouches are arranged on each side of the head and in Rays (Rajifornes) it is arranged in a linear direction. Sharks and Rays have an extra opening, called a spiracle. It has no role in respiration. In Selachian, it is extinct or bud like. In holocephalan, it is adjacent to the operculum. Most Actinopterygii do not have it. Acipenser, Lepisosteus, PolyodonAmia have such gills. In Scaphirhinchus, it is greatly reduced. Polyopterus has mandibular pseudobrach and hyoidian hemibranch. Other crossopterygian (except Lepidosiren) have hyoidian hemibranch. In Latimaria it is small.

(2) Pseudobranch: When the hemibranch loses its actual respiratory capacity, it is called a pseudobranch. Many Actinoterigians, such as the Catla catla, have a hyoidian pseudobranch with a single gill filament in front of the first gill.

The pseudobranch is covered by free or single-layered mucous membranes. It develops entirely in the early embryonic stage and in the embryonic stage, it plays a role in respiratory function but in adulthood, it has no role in respiration. It receives oxygenated blood directly from the dorsal aorta and it has contact with the intra-carotid artery and blood vessels. It increases the concentration of oxygen in the blood and travels through the intra-carotid arteries to the brain and eyes, such as Wallago attu, Mystus aor, Notopterus notopterus, Channa.

In trout, it has a comb-like structure. In the case of perch, it is covered by a highly depleted pharyngeal epithelium. In Cod fish, pseudobranch are completely covered by the pharyngeal epithelium and form a glandular organ called the rete mirabile. Although it originates from the depths of the pharyngeal tissue, it also originates from the fine formation of glandular tissue. halda Amia, it is reduced and covered by the pharyngeal mucous epithelium. Pseudobranch plays an important role in filling the swimbladder and controlling intraocular pressure.

(3) Holobranch: When an entire gill consists of two hemibranch, it is called a holobranch. The holobranch contains an interbranchial septum (reduced in advanced fish) of which the front and back wall contain gill filaments with rich capilary blood vessels. An entire gill or a holobranch consists of cartilage or bony gill arch. Each arch has gill rakers on the inside and plate-shaped filaments with rich in blood vessels on the outside.

Elasmobranch usually have 5 pairs of gill openings but bony fish have 4 pairs of gill openings and there are no spiracles. The teleost develops a single external branchial opening, forming an operculum covering the gills on each side of the head. These fish have a decrease in the interbranchial septum and the conjunctival efferent branchial artery of the elasmobranch has become a single efferent blood vessel.

(4) Lophobranch: Sea horse (Hippocampus) and pipe fish (Syngnathus) have reduced gill filament which form a rosette-like hair follicle structure. These clusters are associated with small reduced gill arches. Such gills are called cluster gills or lophobobranch.

Gills of Different Fishes

The number, location and function of gills vary in different fishes. The following are the descriptions of gills in the major fish groups:

Gills of Lamprey (Petromyzonidae)

There are 6 pairs of gills on each side of the lamprey. These gill pouches are released into the pharyngeal cavity. Each pouch is divided by a diaphragm adjacent to the body wall. In addition to the diaphragm on the inner edge, the gill pouch has radially arranged gill filament which has small folds from one end to the other, increasing the respiratory level. The gill pouches have a cartilaginous structure, called branchial baskets. Through this, communication with the outside is achieved through the gill opening in the gill chamber.

Lamprey lives as parasite most of the time, so they do not use sucking mouths to breathe because they are attached to host fish or other objects such as rocks. In the lamprey, water enters the respiratory tract through the gill pouch and exits in the same way. In marine lampreys, the gill pouch is seen to contract and expand 50-70 times per minute while it is attached to the prey, but in river lampreys (Lampetra fluviatilis) it is seen to be 120 to 200 times per minute.

Respiratory water enters the gill pouch through the flow of water and the water is expelled by the contraction of the branchial compressor muscle adjacent to the branchial basket and the division of the inside of the pouch and the contraction of the sphincter around each gill opening. Water also enters through the contraction and dilation of the nasopharyngeal sac.

Gills in Hagfish (Myxiniformes)

In this case, the gills are transformed into gill pouch. The pouch of gill region are exposed in the pharynx. They have 6-15 pairs of gills. Myxine contains 6 pairs of gill pouch. These pouches are not exposed to the outside through an opening like lamprey, and each pouch forms a long emission tube. The 6 emission tube on each side then join together to form a common tube and are exposed to the outside through a single gill opening.

Gills in Cartilaginous Fish

In the gill pouch, there is a respiratory organ called gills. In different sharks, structure of gill pouches are of different types. They have 5 pairs of gill pouch on the lateral side of their head. Each gill pouch maintains communication with the pharynx through single intra-branchial openings and 5 external gill openings.

A row of horizontal branchial lamellae is produced from the lining of the mucous membrane of the gill pouch. These lamellae are enriched with excessive amounts of blood vessels. At the front or each gill pouch, there is a set of branchial lamellae and at the back, another set at of branchial lamellae. The gill pouches are separated by the interbranchial septum. The interbranchial septum tends to be longer in length than the branchial or gill lamellae. Each interbranchial septum has one visceral arches at the pharyngeal end.

The back of each arch carries the anterior lamellae of gill pouch and the rear set lamellae of the next gill pouch. The first gill pouch is between the hyoid and the 1st bronchial arch and the 2nd gill is located between the 1st and 2nd branchial arches, the 3rd gill pouch is located between the 2nd and 3rd branchial arches, the 4th gill pouch is located between the 3rd and 4th bronchial arches and 5 th gill pouch is between 4 th and 5 th branchial arches. Two types of gills can be seen in sharks- Namely:

1. Holobranch: This type of gill has 2 sets of gills or gill lamellae. That is why they are called complete gills or holobranch. The first 4 branchial arches carry holobranch.

2. Demibranch or hemibranch: This type of gill has a set of gills or gill lamellae. The hyoid arch carries a single hemibranch. The last branchial arch has no gills. During the respiration, the floor of the buccal cavity goes down or down and the mouth is exposed. Then water enters at a rapid rate and fills the overly stretched buccal cavity. Immediately after this, the mouth and pharynx become constricted. As a result, the water then enters the gill pouch and after exchanging the gas, the gill comes out through the gill opening. When the mouth is engaged in other work (catching prey), the spiracle provides a helpful pathway to enter water for the respiration.

Gills in Bony Fish

In this case, there are four pairs of gills on the back of the head, four on each side. The gills on each side are covered by gill covers or oparculam. The following is a description of the structure of gills:

The main respiratory organ or the ideal structure of the gills

The gills are the main respiratory organs of fish. There is a row of crevice-like openings in the side wall of the pharynx, the first of which is called a spiracle. It is located between the mandibular and the hyoid arch. The second or hyoidean cleft is located between the hyoid arch and the first branchial arch. The remaining gill openings are located between the posterior branchial arches. From the anterior and posterior walls of each gill opening, a blood-rich, fibrous outgrowth is produced where dissolved oxygen and carbon dioxide are exchanged. In addition to gills, skin and swimbladder act as respiratory organs.

Each gill structure looks like a comb and its gill arch has rows of gill filaments. Each gill arch carries two rows of gill filaments. The surface of each gill filament has numerous small folds that increase the overall surface area of the gill for gas exchange. The respiratory area of the fish gills depends on the size and number of gill filaments. Respiratory areas are developed based on fish habits. In fish, the principle of respiration of gill is almost the same.

Structure of a Teleostean Gill

The teleost usually has four pairs of gills. Each gill has a large lower wing and a smaller upper wing which are mainly composed of seratobranchial and epibranchial. An ideal gill of a fish consists of the following parts:

(1) Gill Raker: Gill raker develops at the inner edge of the gill arch. This is the modification of the dermal denticle. It is arranged in two rows. Depending on the diet and eating habits, it can be soft, thin thread-like or hard, flat and triangular or even tooth-like. Each raker is externally covered by an epithelial lining with taste buds and mucus-secreting cells. These taste buds help the fish to understand the chemical nature of the water flowing through the gill opening. The gill rakers are more developed in fish that eat small creatures.

The gill-filament is likely to be damaged or ineffective as small organisms enter through the enternal gill opening during swimming. Typically, gill rakers form a sieve-like structure through which water flows over the gills and filters out the water and protects the brittle gill filaments from solid particles. Different fish show differences in structure of this gill raker.

In plankton-eating fish such as Tenualosa ilisha, Gadusia, Goniolosa, Notopterus, Hypophthalmicthyes, the gill rakers combine to form a filter. Many strainers carry the second and third stage branches of the primary gill rakar and form a dense net. In pike fish (Esox), the gill raker is reduced to form small bony structure which prevent large particles from entering. In closely related species, the formation and numerical differences of the gill rakars are observed.

The mature Alosa alosa has about 80 gill rakar at the bottom of the arch and the Alosa fallax has 30 gill rakar. In Cetorhinus (Basking shark) and Rhinocodon (whale shark), the length of gill rakars are 10-12 cm. In whales, these gill rakars are flattened and functionally formed into baleen plates. Other sharks do not usually have gill rakar. It has been reduced in crossopterygians.

(2) Gill Arch: Each gill arch is surrounded by an efferent and afferent branchial blood vessel and nerve. It is externally surrounded by numerous mucous glands, eosinophilic cells and a thick or thin epithelium with taste buds. Fish living in different ecological habitats vary in number and extent of mucus glands and taste buds. Each gill arch consists of at least one set of abductor and one set of adductor muscles that play a role in the movement of the gill filament (primary lamellae) during respiration.

The abductor muscles attach to the proximal edge of the gill ray from the outside of the gill arch. The adductor muscle resides in the interbranchial septum and enters the opposite gill-ray by crossing each other. There are two known types of adductor muscles and their arrangement. In some teleosts such as Channa striatus, Rita rita, the adductor muscle is generated from the base of the gill-ray on one side and enters the gill-ray on the other side obliquely. In some other species such as Labeo rohita, Tenualosa ilisha, Cyprinus carpio, due to the enlargement of the interbranchial septum, this muscle is generated halfway through the gill-ray and adjacent to the gill-ray on the other side.

(3) Gill filament or primary lamellae: Each gill arch has a two rows of gill filament or primary gill lamellae which are placed outside of the pharyngeal cavity. In most teleosts, the interbranchial septum between the two rows of lamellae is shorter, so the two rows of lamellae are exposed at their distal ends. In Labeo rohitaTenualosa ilisha, the septum extends to the lower half of the primary lamellae. Due to the diversity of foods, the size, shape and number of primary lamellae vary in different fish.

Species that live actively and rely entirely on aquatic respiration (such as Catla catla, Cirrhinus mrigala, Wallago attu, Mystus seengala) have numerous long gill filaments. However, fish that live inactive or have aerial respiratory organs that have few and and reduced filaments. The gill lamellae consist of two hemibranch that alternate with each other (e.g. Labeo rohita) or they may be attached to the gill arch (Channa striatus).

Usually the gill lamellae in each row are independent of each other. In Labeo rohita, however, the lamellae are consolidated from the base to the tip, and they have narrow crevice-shaped openings. In some river fish, the primary gill lamellae re-divide and form additional lamellae. The lamellae can split in the middle or from the base to form two branches.

Sometimes three to four branches combine to form numerous branches which can form a flower-like structure at one end. The gill ray gives a strong structure to the primary gill lamellae. The gills are composed of partial bones and partial cartilage which are connected to the gill arch and are attached to each other by fibrous ligaments. Each gill ray is divided into two branches. Its nearest edge forms a pathway to the efferent branchial blood vessels.

(4) Secondary Lamellae: Each primary lamellae or gill filament has numerous secondary lamellae on either side. These lamellae have a flattened, leaf-like structure that serves as the main field of gas exchange. Depending on the species living in different ecological habitats, their shape, size and density depend on the unit length of the gill filament. Secondary lamellae are usually free from each other but may merge at the distal end of the primary lamellae.

There are 10-40 secondary lamellae on each side of the primary lamellae. They are numerous in active species. Each secondary lamellae has a central blood vessels rich organs consisting of columnar cells and is surrounded by a basal membrane and the external epithelium. In some fish, this lamellar epithelium is smooth, but other fish it is uneven and has microridge and microvilli.

The epithelium on the surface of the secondary lamellae has grooves and ridges that contribute to increase the respiratory level. One of the structural features of the teleost gill is the presence of columnar cells that are separated by an epithelial covering on the other side of a lamella. Each cell has a central part with an extended part at each end. These enlarged parts are called piller cell flanges that overlap the surrounding cells and form a wall of blood vessels in the lamella. The pillars of the base membrane material connect the secondary lamellae horizontally to the base membrane on the other side and give a structural firmness to the secondary lamellae.

Studies have shown that columnar cells in each row of Channa form a complete divider between blood vessels. Such a system helps in the formation of a narrow water flow and can create reverse flow of blood and water at the microcirculatory level. These columnar cells prevent the contraction and expansion of the blood-rich space and regulate the type of blood flow through the secondary lamellae.

(5) Gill area: The relative number and size of gill lamellae determine the respiration area of the fish's gills. The overall gill area of a fish species is determined by the overall length of the primary lamella, the number of secondary lamellae, and the average bilateral lamella region. The overall respiration area varies depending on the fish habitat. Generally faster swimming fish have more gill regions and per mm than inactive species. The gill filament contains numerous gill lamellae. Half of the gill area of aerial respiratory fish is directly proportional to the gill permeability efficiency.

During the physical growth of the fish, as the body weight increases, the filtration efficiency of the gill increases. The efficiency of the gill as a respiratory organ also depends on the distance of diffusion. For this reason, obstruction of gas exchange occurs between blood and water. This obstruction is made up of lamellar epithelium, basal membranes, and columnar cell flanges, and it is less common in aquatic respiratory fish than in aerial respiratory fish.

Aquatic respiratory fish have higher diffusion efficiency due to larger gill regions and shorter diffusion distances. However, aerial respiratory fish have a shorter gill area and a wider diffusion distance. According to Saxena (1958), the gill area is much smaller in aerial respiratory fish such as HeteropneustesClarias than in aquatic respiratory fish.


Videoya baxın: Bohr effect vs. Haldane effect. Human anatomy and physiology. Health u0026 Medicine. Khan Academy (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Meinrad

    Fikrinizi tam olaraq bölüşürəm. Məncə, bu əla ideyadır. Mən sizinlə tamamilə razıyam.

  2. Fenrishura

    Sərin. Və mübahisə edə bilməzsən :)

  3. Dourg

    Qoruğundan başqa bir şey yoxdur

  4. Hubert

    dəqiq cavab

  5. Selik

    Məncə, səhvi etiraf edirsən. Bunu müzakirə etməyi təklif edirəm.

  6. Jurrien

    Bravo, məncə bu parlaq bir fikirdir.

  7. Vaiveahtoish

    Səlahiyyətli cavab, cazibədar ...



Mesaj yazmaq