Без каких-либо сложных технических средств объемы легких можно определять спирографом. Согласно международному соглашению, величины объемов легких должны измеряться с учетом температуры тела, давления, влажности воздуха. Необходимо, следовательно, пересчитывать барометрическое давление и насыщенность воздуха водяными парами при 37°.Для лучшей воспроизводимости рекомендуется осуществлять пробы при тех же условиях, как и определение основного обмена. Практически пробы можно проводить просто утром после ночного отдыха и легкого завтрака и по возможности с последующим получасовым лежанием. Никоим образом перед исследованием нельзя обильно завтракать.Отдельные дыхательные величины получаются разными в зависимости от положения тела. Жизненная емкость в положении исследуемого лежа оказывается на 5—10% ниже, чем в положении стоя, также и функциональный остаточный (резидуальный) воздух значительно увеличивается при переходе из лежачего положения в положение сидя. Это вызывается тем, что при разных положениях высота стояния диафрагмы различна, а различия в кровенаполнении легких при этом значения, по-видимому, не имеют.Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)Жизненный объем легких определяется количеством вентилируемого воздуха с момента самого глубокого вдоха до конца максимального выдоха. В норме этот объем легких составляет 3500—5000 мл.Согласно новейшим исследованиям, должная жизненная емкость (ДЖЕ), выраженная в миллилитрах, соответствует первым четырем цифрам третьей степени от роста (в сантиметрах). Значения должной жизненной емкости, по нашим наблюдениям, колеблются в пределах 20%.Методика измерения. Исследуемому предлагают сделать максимальный вдох (нос закрыт рукой или легким зажимом) и затем максимально сильно выдохнуть в спирометр. Измерение повторяют трижды, промежутки — несколько минут; в расчет берут наивысшую величину.Жизненная емкость на спирометре Hutchinson считывается непосредственно с измерительной шкалы на приборе, а при записи на спирографе требуется небольшая дополнительная работа, так как выраженные в сантиметрах амплитуды ЖЕ надо перерассчитать в миллиметрах. Однако эта небольшая затрата времени окупается, так как из хода кривой жизненной емкости можно сделать ценные выводы. Инспираторное колено оканчивается нормально выгнутой кверху дугой (инспираторное апноэ), а затем круто падает вниз, чтобы на высоте выдоха снова образовать короткую выгнутую дугу (экспираторное апноэ) и вернуться к среднему положению. Острые кривые показывают, что глубина вдоха или сила выдоха не была максимальной. Жизненную емкость, помимо обычной ее записи, можно записывать также двухмоментно. В большинстве случаев получаются несколько более высокие величины, что можно отнести за счет иной растяжимости грудной клетки в начале пробы.Оценка. Ценность определения этого объема легких преувеличивалась многими врачами и до сих пор еще преувеличивается. Снижение ее практически может лежать в основе всех заболеваний легких, а между нормальной величиной ее и полной работо легких отнюдь нельзя ставить знака равенства. Известное значение жизненная емкость имеет при анализе недостаточности левого желудочка, рестриктивной пульмональной (легочной) недостаточности.
Из общего количества солнечного излучения, попадающего на нашу планету, лишь половина доходит до поверхности Земли, только 1/8 имеет длину волны, подходящую для фотосинтеза, и лишь 0,4 % таких лучей (около 1 % от общего объёма энергии) используется растениями. Именно от этого одного процента зависит вся жизнь на Земле.
В процессе фотосинтеза углекислый газ в присутствии хлорофилла реагирует с водой; при этом образуется глюкоза и выделяется кислород: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2. Более грамотной будет запись CO2 + 2H2O → [CH2O] + O2 + H2O, которая показывает, что выделяющийся кислород образуется из воды. Похожим уравнением описывается и хемосинтез серобактерий: CO2 + 2H2S → [CH2O] + 2S + H2O,
Таким образом, процесс фотосинтеза включает в себя две стадии:
- получение водорода (фотолиз) – при этом кислород выделяется как побочный продукт реакции;
- получение глюкозы (восстановление) .
Первая стадия фотосинтеза протекает на свету. Световые кванты дают электронам энергию, необходимую для переноса их от хлорофилла или другого фотосинтезирующего пигмента. В ходе первой стадии из АДФ (аденозиндифосфата) и фосфата синтезируется АТФ (аденозинтрифосфат) , а НАДФ () восстанавливается до НАДФ∙H2. Синтез АТФ за счёт энергии световых квантов называется фотофосфорилированием. Этот процесс может быть циклическим (в реакции «работают» одни и те же электроны) и нециклическим (электроны в конце концов доходят до НАДФ и, взаимодействуя с ионами водорода, образуют НАДФ∙H2). Кислород как побочный продукт реакции выделяется только во втором случае.
Для реакций второй стадии свет не нужен. Восстановление CO2 происходит за счет энергии АТФ и накопленного НАДФ∙H2. Углекислый газ связывается с пятиуглеродным сахаром рибулозобисфосфатом, образуя две молекулы трёхуглеродной фосфоглицериновой кислоты (ФГК) . Такой процесс получил название C3-фотосинтеза. Последующий цикл реакций (цикл Кальвина) приводит к образованию из ФГК сахара (например, глюкозы) , а также ресинтезу рибулозобисфосфата. У некоторых растений (например, сахарного тростника, сои) наблюдается так называемый C4-фотосинтез, в реакциях которого CO2, восстанавливаясь, включается в состав органических кислот, имеющих четыре атома углерода (например, яблочной) . При этом поглощение углекислоты идёт гораздо эффективнее, повышается и продуктивность растений.
На скорость фотосинтеза влияют многие факторы. Основными из них являются интенсивность света, концентрация кислорода и углекислого газа, температура окружающей среды. Состояние, когда скорость выделения кислорода растением равна скорости его дыхания, называется точкой компенсации.
Кислород в процессе фотосинтеза может действовать как конкурентный ингибитор, взаимодействуя с рибулозодисфосфатом вместо углекислого газа. При этом образуется одна молекула ФГК и фосфогликолат, сразу расщепляющийся до гликолата. Чтобы вернуть хотя бы часть углерода, связанного в бесполезном гликолате, у растения имеется процесс, называемый фотодыханием. Это зависимое от света потребление кислорода с выделением углекислого газа, заметное лишь у C3-растений, не имеет ничего общего с обычным дыханием. Фотодыхание, в целом, идёт с поглощением энергии; в результате образуется фосфоглицерат, а 25 % углерода теряется в виде CO2. В фотодыхании участвуют хлоропласты, пероксисомы и митохондрии. У C4-растений фотодыхания практически нет, что и является причиной их большей продуктивности.
В связи с энергетической проблемой учёные пытаются провести фотосинтетические процессы искусственно, особенно их первые этапы, когда вода под действием солнечной радиации расщепляется на кислород и водород. Сжигание водорода (с образованием воды) – экологически чистый процесс
