Funkcie, časti, prevádzka dýchacieho systému



dýchacích ciest alebo dýchacie prístroje zahŕňajú rad špecializovaných orgánov na sprostredkovanie výmeny plynov, ktorý zahŕňa príjem kyslíka a elimináciu oxidu uhličitého..

Existuje rad krokov, ktoré umožňujú prívod kyslíka do bunky a elimináciu oxidu uhličitého, vrátane výmeny vzduchu medzi atmosférou a pľúcami (ventilácia), po ktorom nasleduje difúzia a výmena plynov na pľúcnom povrchu. , transport kyslíka a výmena plynov na bunkovej úrovni.

Je to rôznorodý systém v živočíšnej ríši, zložený z rôznych štruktúr v závislosti od línie štúdia. Napríklad ryby majú funkčné štruktúry vo vodnom prostredí, ako sú žiabre, cicavce majú pľúca a väčšinu priedušníc bezstavovcov..

Jednobunkové zvieratá, ako napríklad prvoky, nevyžadujú špeciálne štruktúry na dýchanie a výmena plynu sa uskutočňuje jednoduchou difúziou.

U ľudí sa systém skladá z nosného hltanu, hltanu, hrtanu, priedušnice a pľúc. Tieto sa rozvetvujú postupne v prieduškách, priedušniciach a alveolách. V alveolách dochádza k pasívnej výmene kyslíkových molekúl a oxidu uhličitého.

index

  • 1 Definícia dýchania
  • 2 Funkcie
  • 3 Dýchacie orgány v živočíšnej ríši
    • 3.1 Tracheas
    • 3.2 Žiabre
    • 3.3 Pľúca
  • 4 Časti (orgány) dýchacieho systému u ľudí
    • 4.1 Vysoký podiel alebo horné dýchacie cesty
    • 4.2 Nízka časť alebo dolné dýchacie cesty
    • 4.3 Pľúcne tkanivo
    • 4.4 Nevýhody pľúc
    • 4.5 Hrudník
  • 5 Ako to funguje?
    • 5.1 Vetranie
    • 5.2 Výmena plynu
    • 5.3 Preprava plynov
    • 5.4 Iné respiračné pigmenty
  • 6 Bežné ochorenia
    • 6.1 Astma
    • 6.2 Pľúcny edém
    • 6.3 Pneumónie
    • 6.4 Bronchitída
  • 7 Referencie

Definícia dýchania

Termín "dýchanie" možno definovať dvoma spôsobmi. Hovorne, keď používame slovo dýchať, opisujeme činnosť prijímania kyslíka a odstraňovanie oxidu uhličitého do vonkajšieho prostredia.

Koncepcia dýchania však zahŕňa širší proces ako len vstup a výstup vzduchu do hrudného koša. Všetky mechanizmy spojené s použitím kyslíka, transport v krvi a produkcia oxidu uhličitého sa vyskytujú na bunkovej úrovni.

Druhý spôsob, ako definovať slovo dýchanie je na bunkovej úrovni a tento proces sa nazýva bunkové dýchanie, kde reakcia kyslíka prebieha s anorganickými molekulami, ktoré produkujú energiu vo forme ATP (adenozíntrifosfát), vody a oxidu uhličitého..

Preto presnejší spôsob, ako odkázať na proces prijímania a vypudzovania vzduchu cez hrudné pohyby, je termín "ventilácia"..

funkcie

Hlavnou funkciou respiračného systému je organizovať procesy prijímania kyslíka z vonkajšieho prostredia mechanizmami ventilácie a bunkového dýchania. Jedným z odpadov tohto procesu je oxid uhličitý, ktorý sa dostáva do krvného obehu, prechádza do pľúc a odoberá sa z tela do atmosféry..

Za sprostredkovanie všetkých týchto funkcií je zodpovedný dýchací systém. Je špecificky zodpovedný za filtrovanie a zvlhčovanie vzduchu, ktorý vstúpi do tela, okrem filtrovania nežiaducich molekúl.

Tiež regulujú pH telesných tekutín - nepriamo - reguláciu koncentrácie CO2, ponechanie alebo odstránenie. Na druhej strane sa podieľa na regulácii teploty, vylučovaní hormónov v pľúcach a pomáha čuchovému systému pri odhaľovaní pachov.

Každý prvok systému je tiež zodpovedný za špecifickú funkciu: nosné dierky ohrievajú vzduch a poskytujú ochranu proti choroboplodným zárodkom, hltanu, hrtanu a priedušnici sprostredkujú priechod vzduchu.

Okrem toho, hltan zasahuje do priechodu potravy a hrtanu pri fonačnom procese. Nakoniec sa v alveolách uskutočňuje proces výmeny plynov.

Respiračné orgány v živočíšnej ríši

U malých zvierat, menších ako 1 mm, môže dôjsť k výmene plynu cez kožu. V skutočnosti určité živočíšne línie, ako napríklad prvoky, špongie, cnidári a niektoré červy, vykonávajú proces výmeny plynov pomocou jednoduchej difúzie..

U väčších zvierat, ako sú ryby a obojživelníky, je prítomné aj dýchanie pokožky, aby sa doplnilo dýchanie žiabrov alebo pľúc..

Napríklad, žaby môžu vykonávať celý proces výmeny plynu cez kožu v štádiách hibernácie, pretože sú úplne ponorené v rybníkoch. V prípade salamandrov existujú vzorky, ktoré úplne chýbajú pľúca a dýchajú pokožkou.

Avšak s rastom zložitosti zvierat je nevyhnutná prítomnosť špecializovaných orgánov na výmenu plynov a na uspokojenie vysokej energetickej náročnosti mnohobunkových zvierat..

Ďalej bude podrobne opísaná anatómia orgánov, ktoré sprostredkúvajú výmenu plynov v rôznych skupinách zvierat:

priedušnice

Hmyz a niektoré článkonožce majú veľmi účinný a priamy dýchací systém. Skladá sa zo systému rúrok, nazývaných tracheae, ktoré siahajú po celom tele zvieraťa.

Priedušnice sa rozvetvujú do užších rúrok (priemer približne 1 μm) nazývaných tranchaelae. Sú obsadené tekutinou a končia v priamom spojení s membránami buniek.

Vzduch vstupuje do systému cez sériu otvorov, ktoré sa správajú ako ventil, nazývaný spiracles. Majú schopnosť uzavrieť v reakcii na stratu vody, aby sa zabránilo vysušeniu. Má tiež filtre, ktoré zabraňujú vstupu nežiaducich látok.

Určitý hmyz, ako napríklad včely, môže vykonávať pohyby tela, ktorých cieľom je vetrať tracheálny systém.

žiabre

Žiabre, nazývané aj žiabre, umožňujú účinné dýchanie vo vodnom prostredí. V ostnokožcoch sa skladajú z rozšírenia povrchu ich tiel, zatiaľ čo u morských červov a obojživelníkov sú to chocholy alebo trsy..

Najefektívnejšie sú ryby a pozostáva zo systému vnútorných žiabier. Sú to vláknité štruktúry s adekvátnym prívodom krvi, ktoré idú proti prúdu vody. S týmto systémom "protiprúd" môžete zabezpečiť maximálnu extrakciu kyslíka z vody.

Vetranie žiabier je spojené s pohybmi zvieraťa a otvorením úst. V suchozemskom prostredí strácajú žiabre plávajúcu oporu vody, vysychajú a vlákna sa spájajú, čo vedie ku kolapsu celého systému.

Z tohto dôvodu sa ryby udusia, keď sú mimo vody, hoci okolo nich majú veľké množstvo kyslíka.

pľúca

Pľúca stavovcov sú vnútorné dutiny vybavené hojnými cievami, ktorých funkciou je sprostredkovanie výmeny plynov s krvou. V niektorých bezstavovcoch hovoríme o „pľúcach“, aj keď tieto štruktúry nie sú navzájom homológne a sú oveľa menej efektívne..

U obojživelníkov sú pľúca veľmi jednoduché, podobné vaku, ktorý je v niektorých žabách rozdelený. Plocha, ktorá je k dispozícii na výmenu, sa zväčšuje v pľúcach nelétskych plazov, ktoré sú rozdelené na počet vzájomne prepojených vakov..

V línii vtákov sa účinnosť pľúc zvyšuje vďaka prítomnosti vzduchových vriec, ktoré slúžia ako vzduchový rezervný priestor vo ventilačnom procese.

Pľúca dosahujú maximálnu komplexnosť u cicavcov (pozri nasledujúcu časť). Pľúca sú bohaté na spojivové tkanivo a sú obklopené tenkou vrstvou epitelu, ktorá sa nazýva viscerálna pleura, ktorá pokračuje do viscerálnej pleury, ktorá je zarovnaná so stenami hrudníka..

Obojživelníky využívajú pozitívny tlak na vstup vzduchu do pľúc, zatiaľ čo nelieti plazy, vtáky a cicavce používajú podtlak, kde sa vzduch vtláča do pľúc expanziou hrudného koša..

Časti (orgány) dýchacieho systému u ľudí

U ľudí a vo zvyšku cicavcov je dýchací systém tvorený vysokým podielom, zloženým z úst, nosnej dutiny, hltanu a hrtanu; dolnú časť priedušnice a priedušiek a časť pľúcneho tkaniva.

Vysoká časť alebo horné dýchacie cesty

Nosné dierky sú štruktúry, cez ktoré vstupuje vzduch, po ktorých nasleduje nosová komora pokrytá epitelom, ktorý vylučuje sliznice. Vnútorné nozdry sa spájajú s hltanom (to, čo bežne nazývame hrdlo), kde dochádza k kríženiu dvoch ciest: zažívacieho a dýchacieho ústrojenstva.

Vzduch vstupuje cez otvor glottis, zatiaľ čo jedlo pokračuje svojou cestou dole pažerákom.

Epiglottis sa nachádza na glottis, s cieľom zabrániť vstupu potravy do dýchacieho traktu, čím sa stanovuje hranica medzi orofarynxom - časťou umiestnenou za ústami - a laryngofarynxom - dolným segmentom -. Glotis sa otvára v hrtane ("hlasová schránka") a to zase ustupuje k priedušnici.

Nízka časť alebo dolné dýchacie cesty

Priedušnica je rúrkovitý kanál s priemerom 15 až 20 mm a dĺžkou 11 centimetrov. Jeho stena je vystužená chrupavčitým tkanivom, aby sa zabránilo rozpadu štruktúry, vďaka tomu je polopružná štruktúra.

Chrupavka sa nachádza v polmesiacovom tvare v 15 alebo 20 krúžkoch, teda nie úplne obklopuje priedušnicu.

Tranchea vetvy do dvoch priedušiek, jeden pre každú pľúca. Právo je viac vertikálne, v porovnaní s ľavicou, okrem toho, že je kratšia a objemnejšia. Po tomto prvom rozdelení nasleduje následné delenie v pľúcnom parenchýme.

Štruktúra priedušiek sa podobá priedušnici v dôsledku prítomnosti chrupavky, svalov a slizníc, hoci chrupavkové platničky sa zmenšujú až do vymiznutia, keď priedušky dosahujú priemer 1 mm..

V nich sa každý bronchus delí na malé trubice nazývané bronchioly, ktoré vedú do alveolárneho kanála. Alveoly majú veľmi tenkú vrstvu buniek, ktorá uľahčuje výmenu plynov s kapilárnym systémom.

Pľúcne tkanivo

Pľúca sú makroskopicky rozdelené na laloky trhlinami. Pravé pľúca sa skladajú z troch lalokov a ľavá pľúca má len dve. Funkčnou jednotkou výmeny plynov však nie sú pľúca, ale alveolokapilárna jednotka.

Alveoly sú malé vrecúška so strapcami hrozna, ktoré sa nachádzajú na konci bronchiolov a zodpovedajú najmenšiemu rozdeleniu dýchacích ciest. Sú pokryté dvoma typmi buniek I a II.

Bunky typu I sú charakterizované tým, že sú tenké a umožňujú difúziu plynov. Typy typu II sú viac ako malé ako predchádzajúca skupina, menej tenké a ich funkciou je vylučovať látku typu povrchovo aktívneho činidla, ktorá uľahčuje expanziu alveolu vo ventilácii..

Bunky epitelu sú rozptýlené vláknami spojivového tkaniva, takže pľúca sú elastické. Podobne existuje rozsiahla sieť pľúcnych kapilár, kde dochádza k výmene plynu.

Pľúca sú obklopené stenou s mezoteliálnym tkanivom nazývaným pleura. Toto tkanivo sa zvyčajne nazýva virtuálny priestor, pretože neobsahuje vzduch vo vnútri a má len tekutinu v malých množstvách.

Nevýhody pľúc

Nevýhodou pľúc je, že k výmene plynov dochádza len v alveolách a alveolárnych kanáloch. Objem vzduchu, ktorý sa dostáva do pľúc, ale sa nachádza v oblasti, kde nedochádza k výmene plynu, sa nazýva mŕtvy priestor.

Preto je proces ventilácie u ľudí extrémne neefektívny. Normálnej ventilácii sa podarí len nahradenie šiesteho vzduchu nachádzajúceho sa v pľúcach. Pri nútenom dýchaní je zachytených 20-30% vzduchu.

Thoracic box

V hrudníku sa nachádzajú pľúca a skladá sa zo sady svalov a kostí. Kostnú zložku tvoria krčné a chrbtové chrbtice, hrudný kôš a hrudná kosť. Membrána je najdôležitejší dýchací sval, ktorý sa nachádza v zadnej časti domu.

Do rebier sa vkladajú ďalšie svaly, nazývané intercostals. Iní sa zúčastňujú respiračnej mechaniky, ako je sternocleidomastoid a scalenes, ktoré pochádzajú z hlavy a krku. Tieto prvky sa vkladajú do hrudnej kosti a do prvých rebier.

Ako to funguje?

Príjem kyslíka je životne dôležitý pre procesy bunkového dýchania, kde sa odoberanie tejto molekuly na produkciu ATP uskutočňuje od živín získaných v procese kŕmenia metabolickými procesmi..

Inými slovami, kyslík slúži na oxidáciu (horenie) molekúl a tým na výrobu energie. Jedným zo zvyškov tohto procesu je oxid uhličitý, ktorý musí byť vylúčený z tela. Dýchanie zahŕňa nasledujúce udalosti:

ventilácia

Proces sa začína vstrebávaním kyslíka do atmosféry procesom inšpirácie. Vzduch vstupuje do dýchacieho systému cez nozdry, cez celú sadu rúrok opísaných do pľúc.

Príjem vzduchu - dýchanie - je normálne nedobrovoľný proces, ale môže ísť od automatickej k dobrovoľnej.

V mozgu sú za normálnu reguláciu dýchania zodpovedné neuróny kostnej drene. Telo je však schopné regulovať dýchanie v závislosti od požiadaviek na kyslík.

Priemerná osoba v pokoji dýcha v priemere šesť litrov vzduchu za minútu a táto hodnota sa môže zvýšiť až na 75 litrov počas intenzívneho cvičenia.

Výmena plynu

Kyslík v atmosfére je zmesou plynov, ktorá sa skladá zo 71% dusíka, 20,9% kyslíka a malého podielu iných plynov, ako je oxid uhličitý..

Keď vzduch vstupuje do dýchacích ciest, kompozícia sa okamžite mení. Proces inšpirácie nasýti vzduch vodou a keď vzduch dosiahne alveoly, zmieša sa so zvyškovým vzduchom z predchádzajúcich inšpirácií. V tomto okamihu klesá parciálny tlak kyslíka a rast oxidu uhličitého.

V dýchacích tkanivách sa plyny pohybujú po gradientoch koncentrácií. Keďže parciálne tlaky kyslíka sú väčšie v alveolách (100 mm Hg) ako v krvi pľúcnych kapilár (40 mm Hg), kyslík prechádza do kapilár difúznym procesom..

Podobne je koncentrácia oxidu uhličitého väčšia v pľúcnych kapilárach (46 mm Hg) ako v alveolách (40 mm Hg), preto oxid uhličitý difunduje v opačnom smere: z krvných kapilár, do alveol v krvi. pľúca.

Preprava plynov

Vo vode je rozpustnosť kyslíka taká nízka, že musí existovať dopravný prostriedok na splnenie metabolických požiadaviek. V niektorých malých bezstavovcoch množstvo kyslíka rozpustené v ich tekutinách postačuje na splnenie individuálnych požiadaviek.

Avšak u ľudí by takto transportovaný kyslík dosiahol iba 1% požiadaviek.

Z tohto dôvodu sa kyslík - a významné množstvo oxidu uhličitého - transportuje pigmentmi v krvi. U všetkých stavovcov sa tieto pigmenty obmedzujú na červené krvinky.

V živočíšnej ríši je najčastejším pigmentom hemoglobín, molekula proteínovej povahy, ktorá obsahuje železo vo svojej štruktúre. Každá molekula sa skladá z 5% hemu, zodpovedného za červenú farbu krvi a reverzibilného viazania kyslíkom a 95% globínu.

Množstvo kyslíka, ktoré sa môže viazať na hemoglobín, závisí od mnohých faktorov, vrátane koncentrácie kyslíka: keď je vysoká, ako v kapilárach, hemoglobín sa viaže na kyslík; Keď je koncentrácia nízka, proteín uvoľňuje kyslík.

Iné respiračné pigmenty

Hoci hemoglobín je respiračný pigment prítomný u všetkých stavovcov av niektorých bezstavovcoch, nie je.

V niektorých kôrovcoch, hlavonožcoch kôrovcov a mäkkýšoch sa nachádza modrý pigment nazývaný hemocyanín. Namiesto železa má táto molekula dva atómy medi.

V štyroch rodinách polychyetov je prítomný chlórcruorínový pigment, proteín, ktorý má železo vo svojej štruktúre a je zelený. Je podobný hemoglobínu z hľadiska štruktúry a fungovania, hoci nie je obmedzený na žiadnu bunkovú štruktúru a je v plazme voľný..

Nakoniec je tu pigment s kapacitou kyslíka oveľa nižšou ako je hemoglobín nazývaný hemeritrín. Je červená a je prítomná v niekoľkých skupinách morských bezstavovcov.

Bežné ochorenia

astma

Je to patológia, ktorá ovplyvňuje dýchacie cesty a spôsobuje jej opuch. Pri astmatickom záchvate sa svaly obklopujúce dýchacie cesty zapália a množstvo vzduchu, ktoré môže vstúpiť do systému drasticky klesá.

Útok môže byť vyvolaný radom látok nazývaných alergény, vrátane kožušiny domácich zvierat, roztočov, chladného podnebia, chemikálií prítomných v potravinách, plesní, okrem iného..

Pľúcny edém

Pľúcny edém spočíva v akumulácii tekutiny v pľúcach, čo bráni respiračnej schopnosti jedinca. Príčiny sú zvyčajne spojené s kongestívnym srdcovým zlyhaním, kde srdce nečerpá dostatok krvi.

Zvýšený tlak v krvných cievach tlačí tekutinu do vzduchových priestorov v pľúcach, čím sa znižuje normálny pohyb kyslíka v pľúcach..

Ďalšími príčinami pľúcneho edému sú zlyhanie obličiek, prítomnosť úzkych tepien, ktoré prenášajú krv do obličiek, myokarditída, arytmie, nadmerná fyzická aktivita v lokalite, používanie niektorých liekov, okrem iného..

Najčastejšími príznakmi sú ťažkosti s dýchaním, dýchavičnosť, vykašliavanie peny alebo krvi a zvýšená srdcová frekvencia.

pneumónia

Pneumónie sú infekcie pľúc a môžu byť spôsobené rôznymi mikroorganizmami, vrátane baktérií, ako sú napr Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae a Chlamydias pneumoniae, vírus alebo huby Pneumocystis jiroveci.

Vyzerá to ako zápal alveolárnych priestorov. Je to vysoko nákazlivé ochorenie, pretože pôvodcovia sa môžu šíriť vzduchom a rýchlo sa šíriť kýchaním a kašľom..

Medzi najcitlivejšie na túto patológiu patria osoby staršie ako 65 rokov a zdravotné problémy. Symptómy zahŕňajú horúčku, zimnicu, kašeľ s hlienom, dýchavičnosť, dýchavičnosť a bolesť na hrudi.

Väčšina prípadov nevyžaduje hospitalizáciu a choroba sa môže liečiť antibiotikami (ak sa bakteriálna pneumónia) podáva perorálne, odpočívaním a príjmom tekutín..

bronchitída

Bronchitída je prítomná ako zápalový proces kanálov, ktoré prenášajú kyslík do pľúc, spôsobené infekciou alebo z iných dôvodov. Toto ochorenie je klasifikované ako akútne a chronické.

Medzi príznaky patrí celková malátnosť, kašeľ s hlienom, ťažkosti s dýchaním a tlak na hrudníku.

Na liečbu bronchitídy sa odporúča užívať aspirín alebo acetaminofén na zníženie horúčky, užívanie značného množstva tekutín a odpočinku. Ak je spôsobený bakteriálnym činidlom, užívajú sa antibiotiká.

referencie

  1. French, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Fyziológia zvierat: Mechanizmy a adaptácie. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A. J. (2005). Osobné školenia: základy, základy a aplikácie. Inde.
  3. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoológie (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Anatómia orgánov jazyka, zraku a sluchu. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C. H. (1986). Fyziologické základy lekárskej praxe. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Základy fyziológie pohybovej aktivity a športu. Panamericana Medical.