РЕСПИРАТОРНИ СИСТЕМ: ФУНКЦИЈЕ, ДЕЛОВИ, ФУНКЦИОНИРАЊЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Респираторни систем или респираторни систем обухвата низ специјализованих органа посредује размену гасова, која укључује апсорпцију кисеоника и уклањање угљен диоксида.

Постоји низ корака који омогућавају долазак кисеоника у ћелију и елиминацију угљен-диоксида, укључујући размену ваздуха између атмосфере и плућа (вентилација), након чега следи дифузија и размена гасова на површини плућа. , транспорт кисеоника и размена гаса на ћелијском нивоу.

Аутор: ЛадиофХатс, Јмарцхн, путем Викимедиа Цоммонс

То је разнолик систем у животињском царству, састављен од различитих структура у зависности од рода проучавања. На пример, рибе имају функционалне структуре у воденом окружењу као што су шкрге, сисари имају плућа, а већина бескраљежњака има трахеје.

Једноћелијске животиње, попут протозоја, не захтевају посебне структуре за дисање, а размена гаса се јавља једноставном дифузијом.

Код људи систем чине носни пролази, гркљан, гркљан, тракавица и плућа. Потоњи се сукцесивно разгранавају у бронхије, бронхиоле и алвеоле. У алвеолама се догађа пасивна размена молекула кисеоника и угљен диоксида.

Дефиниција дисања

Израз "дисање" може се дефинисати на два начина. У разговорном смислу, када користимо реч дисати, описујемо акцију узимања кисеоника и елиминацију угљен-диоксида у спољашњем окружењу.

Међутим, концепт дисања обухвата шири процес од једноставног уласка и изласка ваздуха у ребро. Сви механизми који су укључени у употребу кисеоника, транспорт крви и производњу угљен-диоксида одвијају се на ћелијском нивоу.

Други начин дефинисања речи дисање је на ћелијском нивоу и овај процес се назива ћелијско дисање, где се реакција кисеоника дешава са неорганским молекулама који производе енергију у облику АТП (аденосин трифосфат), воде и угљен-диоксида.

Стога је прецизнији начин упућивања на процес уласка и избацивања ваздуха торакалним покретима израз "вентилација".

Карактеристике

Главна функција респираторног система је да оркестрира процесе преузимања кисеоника споља кроз вентилацију и ћелијске механизме дисања. Један од отпада из процеса је угљен-диоксид који доспева у крвоток, прелази у плућа и из организма се избацује у атмосферу.

Респираторни систем је задужен за посредовање свих ових функција. Конкретно, одговорна је за филтрирање и влажење ваздуха који ће ући у тело, поред филтрирања нежељених молекула.

Такође је одговорна за регулисање пХ телесних течности - индиректно - за контролу концентрације ЦО ₂ , или задржавање или уклањање. С друге стране, он учествује у регулацији температуре, излучивању хормона у плућима и помаже олфакторном систему у откривању мириса.

Поред тога, сваки елемент система врши специфичну функцију: носнице греју ваздух и пружају заштиту микроба, ждрело, гркљан и тракица посредују пролаз ваздуха.

Поред тога, гркљан је укључен у пролазак хране и гркљан у процесу фонације. Коначно, у алвеолама долази до процеса размене гаса.

Респираторни органи у животињском царству

Код малих животиња, мање од 1 мм, може доћи до размене гаса кроз кожу. У ствари, одређене животињске лозе, попут протозоа, спужви, цнидаријанаца и неких црва, проводе процес размене гаса једноставном дифузијом.

Код већих животиња, попут риба и водоземаца, присутно је и дисање на кожи, како би се надопунило дисање које изводе шкрге или плућа.

На пример, жабе могу да спроведу читав процес размене гаса кроз кожу у фазама хибернације, пошто су тотално потопљене у барама. У случају саламандра, постоје примерци којима у потпуности недостају плућа и дишу кроз кожу.

Међутим, с повећањем сложености животиња, присуство специјализованих органа за размену гаса је неопходно да би се задовољиле високе енергетске потребе вишећелијских животиња.

Анатомија органа који посредују у размени гасова у различитим животињским групама биће детаљно описана у даљем тексту:

Трахеје

Аутор БруцеБлаус. Када користите ову слику у спољним изворима, она се може навести као: Блаусен.цом особље (2014). „Медицинска галерија Блаусен Медицал 2014“. ВикиЈоурнал оф Медицине 1 (2). ДОИ: 10.15347 / вјм / 2014.010. ИССН 2002-4436. , са Викимедиа Цоммонс

Инсекти и неки чланконожци имају веома ефикасан и директан респираторни систем. Састоји се од система епрувета, званих трахеје, које се шире по целом животињском телу.

Грана трахеје грана у уже епрувете (пречника отприлике 1 µм) које се називају трахеје. Они су заузети течношћу и завршавају у директној вези са ћелијским мембранама.

Би Индоленцес (Филе: Тхроат Диаграм.свг), виа Викимедиа Цоммонс

Зрак улази у систем кроз низ отвора налик вентилима, који се називају пухањем. Оне се могу затворити као одговор на губитак воде како би се спречила исушивање. Исто тако, има филтере који спречавају улазак нежељених материја.

Одређени инсекти, као што су пчеле, могу изводити покрете тела који су усмерени на вентилацију трахеј система.

Шкрга

Шкрге, назване и шкрге, омогућавају ефикасно дисање у воденом окружењу. Код иглокожаца састоје се од продужетка површине њихових тела, док су у морских глиста и водоземаца то гипке или гипке.

Најефикасније су у рибама и састоје се од система унутрашњих шкрге. То су влакнасте структуре са адекватном опскрбом крви која иде у супротном са струјом воде. Овим системом „контраструје“ може се обезбедити максимално извлачење кисеоника из воде.

Прозрачивање шкрге повезано је са покретима животиње и отварањем уста. У земаљским окружењима шкрге губе плутајући ослонац воде, пресушују се и влакна се коалирају, што доводи до урушавања целог система.

Из тог разлога, рибе се гуше када су ван воде, иако имају велике количине кисеоника око себе.

Плућа

Плућа краљежњака су унутрашње шупљине, које имају обилне посуде чија је функција посредовање размјене плина са крвљу. Код неких бескраљежњака говоримо о "плућима", мада те структуре нису хомологне једна другој и много су мање ефикасне.

У водоземаца су плућа врло једноставна, слично врећици која је код неких жаба подељена. Површина која је доступна за размену повећава се у плућима не-птичјих гмазова који су подељени у бројне међусобно повезане врећице.

У роду птица ефикасност плућа повећава се захваљујући присутности ваздушних врећа, који служе као резервни простор за ваздух у процесу вентилације.

Плућа достижу своју највећу сложеност код сисара (види следећи одељак). Плућа су богата везивним ткивом и окружена су танким слојем епитела званим висцерална плеура, који се наставља висцералном плеуром, поравнат са зидовима грудног коша.

Водоземци користе позитиван притисак за улазак ваздуха у плућа, док не-птичији гмизавци, птице и сисари користе негативан притисак, где се ваздухом гура у плућа ширењем ребра.

Делови (органи) респираторног система код људи

Дишни систем код људи, а код осталих сисара, састоји се од горњег дела, који се састоји од уста, носне шупљине, гркљана и гркљана; доњи део је сачињен од душника и бронхија и дела плућног ткива.

Горњи део или горњи респираторни тракт

Ноздрве су структуре кроз које улази ваздух, а затим их прати носна комора обложена епителом који излучује слузаве материје. Унутрашње носнице се повезују са ждрелом (оно што обично називамо грлом) где се догађа укрштање две руте: пробавне и респираторне.

Зрак улази кроз отвор гласнице, док храна улази кроз једњак.

Епиглотис се налази на глоти, са циљем да спречи улазак хране у дисајне путеве, успостављајући границу између орофаринкса - дела који се налази иза уста - и гркљана - најнижег сегмента гркљана. Глоттис се отвара у гркљан („говорна кутија“) и то заузврат уступа место трахеји.

Доњи део или доњи респираторни тракт

Трахеја је цевовод у облику цеви, пречника 15-20 мм и дужине 11 центиметара. Зид му је ојачан хрскавичним ткивом, како би се избегло урушавање грађевине, захваљујући томе је полу-флексибилна структура.

Хрскавица је смјештена у облику полумјесеца у 15 или 20 прстенова, односно не обухвата у потпуности трахеју.

Транка се грана у два бронха, по један за свако плуће. Десна је вертикалнија у односу на леву, као и краћа и гломазнија. Након ове прве поделе, следе плуралне паренхиме.

Структура бронха подсећа на сапницу због присуства хрскавице, мишића и слузокоже, иако се хрскавичне плоче смањују док не нестану, када бронхи достигну пречник од 1 мм.

Унутар њих сваки бронх се дели на мале цеви које се називају бронхиоле, које воде у алвеоларни канал. Алвеоли имају један, веома танак ћелијски слој који олакшава размену гаса са капиларним системом.

Плућно ткиво

Макроскопски су плућа пукотинама подељена у режњеве. Десно плуће се састоји од три режња, а лево има само два. Међутим, функционална јединица размене гаса нису плућа, већ алвеолокапиларна јединица.

Алвеоли су мали врећици у облику грожђа који се налазе на крају бронхиола и одговарају најмањеј подјели дишних путева. Покривене су две врсте ћелија, И и ИИ.

Алвеоли

Ћелије типа И карактеришу танке и дозвољавају дифузију гасова. Они типа ИИ су више него мали од претходне групе, мање су танки и њихова функција је да луче супстанцу типа површински активне материје која олакшава ширење алвеолуса у вентилацији.

Ћелије епитела мешају се влакнима везивног ткива, тако да су плућа еластична. Слично томе, постоји опсежна мрежа плућних капилара где се одвија замена гаса.

Плућа су окружена зидом мезотелног ткива званим плеура. Ово ткиво се обично назива виртуелни простор, јер не садржи ваздух у себи и има само течност у минутним количинама.

3Д илустрација Ларинк Трацхеа Бронцхи дела респираторног система.

Недостаци плућа

Недостатак плућа је тај што се размена гаса одвија само у алвеолама и алвеоларном каналу. Количина ваздуха која допире до плућа, али која се налази у подручју где се не долази до размене гаса, назива се мртвим простором.

Стога је процес вентилације код људи врло неефикасан. Нормална вентилација може заменити само шестину ваздуха који се налази у плућима. У случају присилног дисања, 20-30% ваздуха је заробљено.

грудни кош

грудни кош

Ребраст кавез садржи плућа и састоји се од скупа мишића и костију. Коштану компоненту чине цервикална и дорзална краљежница, ребрни кавез и стернум. Дијафрагма је најважнији респираторни мишић, који се налази у задњем дијелу куће.

У ребра се убацују додатни мишићи, који се називају интеркосталци. Други учествују у респираторним механицима као што су стерноклеидомастоид и вага који потичу са главе и врата. Ови елементи су уметнути у стернум и у прва ребра.

Како то функционише?

Унос кисеоника је од виталне важности за процесе ћелијског дисања, где се унос овог молекула догађа за производњу АТП-а на основу хранљивих материја које се у процесу храњења добијају метаболичким процесима.

Другим речима, кисеоник служи за оксидацију (сагоревање) молекула и на тај начин производњу енергије. Један од остатака овог процеса је угљен диоксид, који се мора избацити из тела. Респирација укључује следеће догађаје:

Вентилација

Процес започиње хватањем кисеоника у атмосфери кроз процес инспирације. Зрак улази у дисајни систем кроз носнице, пролазећи кроз читав низ описаних цеви, док не доспије до плућа.

Удахнути ваздух - дисање - је нормално нехотичан процес, али може прећи из аутоматског у добровољни.

У мозгу су неурони кичмене мождине одговорни за нормалну регулацију дисања. Међутим, тело је у стању да регулише дисање у зависности од потреба за кисеоником.

Просечна особа у стању мировања удише просечно шест литара ваздуха сваке минуте, а та бројка се током периода интензивних вежби може повећати и на 75 литара.

Размена гасова

Кисеоник у атмосфери је мешавина гасова сачињена од 71% азота, 20,9% кисеоника и малог дела других гасова, као што је угљен диоксид.

Када зрак уђе у респираторни тракт, састав се одмах мења. Процес надахнућа засићује ваздух водом, а када ваздух доспе до алвеола он се меша са заосталим ваздухом из претходних инспирација. У овом тренутку парцијални притисак кисеоника опада и повећава се притисак угљен-диоксида.

У респираторном ткиву се гасови крећу након градијента концентрације. Како су парцијални притисци кисеоника у алвеолама већи (100 мм Хг) него у крви плућних капилара, (40 мм Хг) кисеоник дифузијским поступком прелази у капиларе.

Исто тако, концентрација угљен-диоксида је већа у плућним капиларама (46 мм Хг) него у алвеолама (40 мм Хг), па угљендиоксид дифундује у супротном смеру: од крвних капилара до алвеола у плућа.

Аутор Флуид-филл_алвеолус2_ја.свг: усер: деллдот (модификовао Хатсукари715) дериватни рад: ОСХ ФПаД (Флуид-филл_алвеолус2_ја.свг), путем Викимедиа Цоммонс

Транспорт гаса

У води је растворљивост кисеоника тако ниска да мора постојати превозно средство да би се задовољиле метаболичке потребе. Код неких малих бескраљежњака количина кисеоника раствореног у њиховим течностима је довољна да задовољи потребе појединца.

Међутим, у људи би кисеоник превожен на овај начин био довољан да испуни само 1% потреба.

Из тог разлога, кисеоник - и значајна количина угљен-диоксида - носе се пигменти у крви. Код свих кичмењака ови пигменти су ограничени на црвена крвна зрнца.

У животињском царству је најчешћи пигмент хемоглобин, протеински молекул који у свом саставу садржи гвожђе. Сваки молекул се састоји од 5% хема, одговорног за црвену боју крви и реверзибилно везивање са кисеоником, и 95% глобина.

Количина кисеоника која се може везати за хемоглобин зависи од многих фактора, укључујући концентрацију кисеоника: када је висока, као у капиларима, хемоглобин се веже на кисеоник; када је концентрација мала, протеин ослобађа кисеоник.

Остали пигменти за дисање

Иако је хемоглобин респираторни пигмент присутан код свих кичмењака и неких бескраљежњака, он није једини.

У неким раковима декаподима, главоножцима и мекушацима налази се плави пигмент назван хемоцијанин. Уместо гвожђа, овај молекул има два атома бакра.

У четири породице полихета налази се пигмент хлорокруорин, протеин који има гвожђе по својој структури и зелене је боје. По структури и функцији је сличан хемоглобину, иако није ограничен ни на једну ћелијску структуру и не садржи плазму.

Најзад, постоји пигмент са капацитетом ношења кисеоника много нижим од хемоглобина који се зове хемеритрин. Црвене је боје и присутан је у разним групама морских бескраљешњака.

Уобичајене болести

Астма

То је патологија која утиче на дисајне путеве, узрокујући њено отицање. При нападу астме мишићи око дисајних путева се упаљују и количина ваздуха која може ући у систем драстично се смањује.

Напад може да изазове низ супстанци које се називају алергени, укључујући крзно кућних љубимаца, гриње, хладну климу, хемикалије у храни, плијесни, полен, између осталих.

Едем плућа

Плућни едем састоји се од накупљања течности у плућима, што човјеку отежава дисање. Узроци су углавном повезани са застојном срчаном инсуфицијенцијом, где срце не пумпа довољно крви.

Повећани притисак у крвним судовима гура течност у ваздушне просторе унутар плућа, смањујући на тај начин нормално кретање кисеоника у плућима.

Остали узроци плућног едема су затајење бубрега, присуство уских артерија које доводе крв до бубрега, миокардитис, аритмије, прекомерно велика физичка активност, примјена одређених лекова, између осталог.

Најчешћи симптоми су недостатак даха, недостатак даха, пљување пјене или крви и убрзан рад срца.

Упала плућа

Пнеумонија је инфекција плућа и може бити узрокована разним микроорганизмима, укључујући бактерије као што су Стрептоцоццус пнеумониае, Стапхилоцоццус ауреус, Хаемопхилус инфлуензае, Мицопласмас пнеумониае и Цхламидиас пнеумониае, вируси или гљивице, попут Пнеумоцистис јировеци.

Представља се као упала алвеоларних простора. То је високо заразна болест, јер се узрочници могу брзо проширити ваздухом и брзо кихати и кашљати.

Људи који су највише подложни овој патологији укључују особе старије од 65 година и са здравственим проблемима. Симптоми укључују врућицу, зимицу, искашљавање слузи, недостатак даха, краткоћу даха и бол у грудима.

У већини случајева није потребна хоспитализација, а болест се може лечити антибиотицима (у случају бактеријске пнеумоније) који се дају орално, одмарају и пију течности.

Бронхитис

Бронхитис се јавља као упални процес у цевима који доводи кисеоник до плућа, изазван инфекцијом или из других разлога. Ова болест је класификована као акутна и хронична.

Симптоми укључују опште осећај слабости, искашљавање слузи, краткоћу даха и притисак у грудима.

За лечење бронхитиса препоручује се узимање аспирина или ацетаминофена за снижавање телесне температуре, пиће велике количине течности и одмор. Ако је узрокован бактеријским агенсом, узимају се антибиотици.

Референце

1. Френцх, К., Рандалл, Д. и Бурггрен, В. (1998). Ецкерт. Физиологија животиња: Механизми и прилагодбе. Мц Грав-Хилл Интерамерицана
2. Гутиеррез, АЈ (2005). Лични тренинг: основе, основе и апликације. ИНДЕ.
3. Хицкман, ЦП, Робертс, ЛС, Ларсон, А., Обер, ВЦ, & Гаррисон, Ц. (2001). Интегрисани принципи зоологије (Вол. 15). Нев Иорк: МцГрав-Хилл.
4. Смитх-Агреда, ЈМ (2004). Анатомија органа говора, вида и слуха. Панамерицан Медицал Ед.
5. Таилор, НБ, и Бест, ЦХ (1986). Физиолошка основа медицинске праксе. Панаамериканци.
6. Живио, А. М. (2005). Основе физиологије физичке активности и спорта. Панамерицан Медицал Ед.