Funkcije dišnog sustava, dijelovi, rad



dišnog sustava ili respiratorni aparat obuhvaća niz specijaliziranih organa koji posreduju u razmjeni plinova, što uključuje unos kisika i uklanjanje ugljičnog dioksida.

Postoji niz koraka koji omogućuju dolazak kisika u stanicu i eliminaciju ugljičnog dioksida, uključujući razmjenu zraka između atmosfere i pluća (ventilacija), nakon čega slijedi difuzija i razmjena plinova na plućnoj površini. prijenos kisika i izmjena plina na staničnoj razini.

To je raznolik sustav u životinjskom carstvu, sastavljen od različitih struktura ovisno o liniji studija. Na primjer, ribe imaju funkcionalne strukture u vodenom okolišu kao što su škrge, sisavci imaju pluća i većinu beskralježnih traheja.

Jednoćelijske životinje, kao što su protozoe, ne zahtijevaju posebne strukture za disanje, a izmjena plina odvija se jednostavnom difuzijom.

U ljudi, sustav se sastoji od nosnog ždrijela, ždrijela, grkljana, dušnika i pluća. Potonji su razgranati sukcesivno u bronhijama, bronhiolima i alveolama. U alveolama dolazi do pasivne razmjene molekula kisika i ugljičnog dioksida.

indeks

  • 1 Definicija disanja
  • 2 Funkcije
  • 3 Dišni organi u životinjskom carstvu
    • 3.1 Traheje
    • 3.2
    • 3.3 Pluća
  • 4 Dijelovi (organi) dišnog sustava kod ljudi
    • 4.1 Visoki dio ili gornji dišni sustav
    • 4.2. Niski dio ili donji respiratorni trakt
    • 4.3. Plućno tkivo
    • 4.4. Nedostaci pluća
    • 4.5 Kutija za torakal
  • 5 Kako radi?
    • 5.1 Ventilacija
    • 5.2 Zamjena plina
    • 5.3 Transport plinova
    • 5.4 Ostali respiratorni pigmenti
  • 6 Uobičajene bolesti
    • 6.1 Astma
    • 6.2. Plućni edem
    • 6.3 Pneumonije
    • 6.4 Bronhitis
  • 7 Reference

Definicija disanja

Izraz "disanje" može se definirati na dva načina. Kolokvijalno, kada koristimo riječ disanje, opisujemo djelovanje uzimanja kisika i uklanjanja ugljičnog dioksida u vanjsko okruženje.

Međutim, koncept disanja obuhvaća širi proces od ulaska i izlaska zraka iz prsnog koša. Svi mehanizmi vezani uz upotrebu kisika, transport u krvi i proizvodnja ugljičnog dioksida javljaju se na staničnoj razini.

Drugi način definiranja riječi respiracija je na staničnoj razini i taj se proces naziva stanično disanje, gdje se reakcija kisika događa s anorganskim molekulama koje proizvode energiju u obliku ATP (adenozin trifosfat), vode i ugljičnog dioksida..

Stoga je precizniji način upućivanja na proces uzimanja i protjerivanja zraka kroz torakalne pokrete izraz "ventilacija".

funkcije

Glavna funkcija dišnog sustava je orkestriranje procesa uzimanja kisika izvana mehanizmima ventilacije i staničnog disanja. Jedan od otpada u procesu je ugljični dioksid koji dospijeva u krvotok, prelazi u pluća i uklanja se iz tijela u atmosferu..

Dišni sustav je odgovoran za posredovanje svih tih funkcija. Posebno je odgovoran za filtriranje i vlaženje zraka koji ulazi u tijelo, uz filtriranje neželjenih molekula.

Također regulirajte pH tjelesnih tekućina - posredno - kontrolirajući koncentraciju CO2, ili zadržati ili ukloniti. S druge strane, uključen je u regulaciju temperature, lučenje hormona u plućima i pomaže mirisnom sustavu u otkrivanju mirisa..

Također, svaki element sustava je odgovoran za specifičnu funkciju: nosnice zagrijavaju zrak i pružaju zaštitu klicama, ždrijelu, grkljanu i dušniku koji posreduju u prolasku zraka..

Osim toga, ždrijelo intervenira u prolasku hrane i grkljana u procesu fonacije. Konačno, proces izmjene plinova odvija se u alveolama.

Dišni organi u životinjskom carstvu

Kod malih životinja, manje od 1 mm, može doći do izmjene plina kroz kožu. U stvari, određene životinjske loze, kao što su protozoe, spužve, žarnjaci i neki crvi, obavljaju proces izmjene plina pomoću jednostavne difuzije.

Kod većih životinja, kao što su ribe i vodozemci, prisutno je i disanje kože, kako bi se dopunilo disanje škrga ili pluća..

Na primjer, žabe mogu provesti cijeli proces izmjene plina kroz kožu u stadiju hibernacije, budući da su potpuno potopljene u ribnjake. U slučaju salamandera postoje uzorci koji u potpunosti nedostaju pluća i dišu kroz kožu.

Međutim, s povećanjem složenosti životinja nužna je prisutnost specijaliziranih organa za razmjenu plinova i zadovoljavanje visokih energetskih potreba višestaničnih životinja..

Zatim će se detaljno opisati anatomija organa koji posreduju u razmjeni plinova u različitim skupinama životinja:

Dušnici

Insekti i neki člankonošci imaju vrlo učinkovit i izravan dišni sustav. Sastoji se od sustava cijevi, nazvanih traheje, koje se prostiru kroz tijelo životinje.

Traheje se odvajaju u uže cijevi (promjera približno 1 μm) koje se nazivaju tranchaelae. Oni su zauzeti tekućinom i završavaju u izravnoj vezi s membranama stanica.

Zrak ulazi u sustav kroz niz otvora koji se ponašaju kao ventil, koji se naziva spiracles. Oni imaju sposobnost zatvaranja kao odgovor na gubitak vode kako bi se spriječilo isušivanje. Također ima filtre za sprečavanje ulaska neželjenih tvari.

Određeni insekti, kao što su pčele, mogu izvoditi pokrete tijela koji imaju za cilj prozračiti trahealni sustav.

škrge

Škrge, koje se nazivaju i škrge, omogućuju učinkovito disanje u vodenim sredinama. U ehinodermima oni se sastoje od produžetka površine njihovih tijela, dok su u morskim crvima i vodozemcima oni perjanice ili čuperi..

Najučinkovitiji su u ribi i sastoji se od sustava unutarnjih škrga. To su vlaknaste strukture s adekvatnim dotokom krvi koje je u suprotnosti s strujom vode. S ovim sustavom "protustruja" možete osigurati maksimalnu ekstrakciju kisika iz vode.

Ventilacija škrga povezana je s kretanjem životinje i otvaranjem usta. U zemaljskim sredinama škrge gube plutajuću potporu vode, presušuju i vlakna se skupljaju, što dovodi do kolapsa cijelog sustava.

Iz tog razloga, ribe se guše kada su izvan vode, iako imaju velike količine kisika oko sebe.

pluća

Pluća kralježnjaka su unutarnje šupljine, s obilnim posudama čija je funkcija posredovanje izmjene plina s krvlju. U nekim beskralješnjacima govorimo o "plućima", iako te strukture nisu homologne jedna drugoj i mnogo su manje učinkovite.

Kod vodozemaca, pluća su vrlo jednostavna, slična vrećici koja je u nekim žabama podijeljena. Područje raspoloživo za razmjenu povećava se u plućima ne-ptičjih gmazova, koji su podijeljeni u brojne međusobno povezane vrećice..

U liniji ptica, učinkovitost pluća se povećava zahvaljujući prisutnosti zračnih vrećica, koje služe kao prostor rezerva zraka u procesu ventilacije..

Pluća dostižu maksimalnu složenost kod sisavaca (vidi sljedeći odjeljak). Pluća su bogata vezivnim tkivom i okružena su tankim slojem epitela nazvanim visceralna pleura, koja se nastavlja u visceralnu pleuru, poravnanu sa stijenkama prsnog koša..

Vodozemci koriste pozitivan pritisak za ulazak zraka u pluća, dok ne-ptičji gmazovi, ptice i sisavci koriste negativni tlak, gdje se zrak gura u pluća širenjem grudnog koša.

Dijelovi (organi) dišnog sustava kod ljudi

Kod ljudi, kao i kod ostalih sisavaca, dišni sustav čine visoki dio, sastavljen od usta, nosne šupljine, ždrijela i grkljana; donji dio traheje i bronhija i dio plućnog tkiva.

Visoki dio ili gornji dišni sustav

Nozdrve su strukture kroz koje ulazi zrak, a iza njih slijedi nosna komora pokrivena epitelom koji izlučuje sluznice. Unutarnje nosnice povezuju se sa ždrijelom (što obično nazivamo grlom), gdje se javlja križanje dva puta: probavni i respiratorni.

Zrak ulazi kroz otvor glotisa, a hrana nastavlja svoj put kroz jednjak.

Epiglotis se nalazi na glotisu, s ciljem da se spriječi ulazak hrane u respiratorni trakt, uspostavljanje granice između orofarinksa - dijela koji se nalazi iza usta - i laringofarinksa - donjeg segmenta -. Glotis se otvara u grkljanu ("glasovna kutija") i to zauzvrat ustupa mjesto dušniku.

Niski dio ili donji respiratorni trakt

Traheja je kanal u obliku cijevi promjera 15 do 20 mm i dužine 11 centimetara. Zid je ojačan hrskavičnim tkivom, kako bi se izbjeglo rušenje konstrukcije, zahvaljujući tome što je polu-fleksibilna struktura.

Hrskavica se nalazi u obliku polumjeseca u 15 ili 20 prstena, to jest, ne okružuje u potpunosti dušnik.

Tranchea se grana u dva bronha, po jedan za svako pluće. Desno je više okomito, u odnosu na lijevo, osim što je kraće i voluminoznije. Nakon ove prve podjele slijede plodna parenhima.

Struktura bronhija nalikuje na dušnik zbog prisutnosti hrskavice, mišića i sluznice, iako se hrskavične ploče smanjuju sve do nestanka, kada bronhije dosegnu promjer od 1 mm..

Unutar njih, svaki bronh se dijeli na male cijevi nazvane bronhiole, što dovodi do alveolarnog kanala. Alveoli imaju vrlo tanak sloj stanica koji olakšava razmjenu plinova s ​​kapilarnim sustavom.

Plućno tkivo

Makroskopski, pluća su podijeljena u režnjeve pukotinama. Desno plućno krilo sastoji se od tri režnja, a lijevo je samo dva. Međutim, funkcionalna jedinica izmjene plina nije pluća, nego alveolokapilarna jedinica.

Alveole su male vrećice s grozdovima koji se nalaze na kraju bronhiola i odgovaraju najmanjoj podjeli dišnih putova. Obuhvaćene su s dvije vrste stanica, I i II.

Stanice tipa I odlikuju se tankošću i omogućavaju difuziju plinova. Oni tipa II su više nego mali u odnosu na prethodnu skupinu, manje su tanki i njegova je funkcija da izlučuje supstancu tipa surfaktanta koja olakšava širenje alveole u ventilaciji..

Stanice epitela su ispresijecane vlaknima vezivnog tkiva, tako da je pluća elastična. Slično tome, postoji opsežna mreža plućnih kapilara gdje se odvija izmjena plina.

Pluća su okružena zidom s mezotelnim tkivom koji se naziva pleura. Ovo tkivo se obično naziva virtualnim prostorom, jer ne sadrži zrak u sebi i ima samo tekućinu u malim količinama.

Nedostaci pluća

Nedostatak pluća je da se izmjena plinova događa samo u alveolama i alveolarnim kanalima. Volumen zraka koji dopire do pluća, ali se nalazi u području na kojem ne dolazi do izmjene plina, naziva se mrtvim prostorom.

Stoga je proces ventilacije kod ljudi izuzetno neučinkovit. Normalna ventilacija uspijeva zamijeniti samo šestinu zraka u plućima. U slučaju prisilnog disanja, 20-30% zraka je zarobljeno.

Torak za torakal

Rubni kavez sadrži pluća i sastoji se od skupa mišića i kostiju. Koštanu komponentu tvore cervikalni i dorzalni bodlje, grudni koš i sternum. Dijafragma je najvažniji respiratorni mišić, pronađen u stražnjem dijelu kuće.

U rebra se ubacuju dodatni mišići, koji se nazivaju interkostalima. Drugi sudjeluju u respiratornoj mehanici kao što su sternokleidomastoidi i skaleni, koji dolaze iz glave i vrata. Ovi elementi su umetnuti u grudnu kost i u prva rebra.

Kako djeluje?

Uzimanje kisika je ključno za procese staničnog disanja, gdje se uzimanje te molekule za proizvodnju ATP-a odvija od hranjivih tvari dobivenih u procesu hranjenja metaboličkim procesima.

Drugim riječima, kisik služi za oksidaciju (spaljivanje) molekula i time proizvodnju energije. Jedan od ostataka ovog procesa je ugljični dioksid, koji se mora izbaciti iz tijela. Disanje uključuje sljedeće događaje:

ventilacija

Proces započinje usvajanjem kisika u atmosferu kroz proces inspiracije. Zrak ulazi u dišni sustav kroz nosnice, kroz cijelu skupinu opisanih cijevi, do pluća.

Ulazak zraka - disanje - je normalno nenamjeran proces, ali može ići od automatskog do dobrovoljnog.

U mozgu su neuroni koštane srži odgovorni za normalnu regulaciju disanja. Međutim, tijelo je u stanju regulirati disanje ovisno o potrebama kisika.

Prosječna osoba u mirovanju diše u prosjeku šest litara zraka u minuti, a ta se brojka može povećati i do 75 litara tijekom intenzivnih vježbi..

Zamjena plina

Kisik u atmosferi je mješavina plinova, sastavljena od 71% dušika, 20,9% kisika i mali dio drugih plinova, kao što je ugljični dioksid.

Kada zrak uđe u dišni sustav, sastav se odmah mijenja. Proces inspiracije zasićuje zrak vodom i kada zrak dospije u alveole miješa se sa zaostalim zrakom iz prethodnih inspiracija. U ovom trenutku parcijalni tlak kisika se smanjuje, a povećava se udio ugljičnog dioksida.

U respiratornom tkivu, plinovi se kreću slijedeći gradijente koncentracija. Kako su parcijalni tlakovi kisika veći u alveolama (100 mm Hg) nego u krvi plućnih kapilara, (40 mm Hg) kisik prolazi kroz kapilare kroz proces difuzije.

Slično tome, koncentracija ugljičnog dioksida veća je u plućnim kapilarama (46 mm Hg) nego u alveolama (40 mm Hg), dakle ugljični dioksid difundira u suprotnom smjeru: od krvnih kapilara, do alveola u pluća.

Prijevoz plinova

U vodi, topljivost kisika je tako niska da mora postojati prijevozno sredstvo koje zadovoljava zahtjeve metabolizma. U nekim malim beskralješnjacima količina kisika otopljenog u njihovim tekućinama dovoljna je da zadovolji individualne zahtjeve.

Međutim, kod ljudi koji se transportiraju na taj način, dostigli bi se samo 1% zahtjeva.

Zbog toga se kisik - i značajna količina ugljičnog dioksida - prenose pigmentima u krvi. U svih kralježnjaka ovi pigmenti su ograničeni na crvene krvne stanice.

U životinjskom carstvu najčešći pigment je hemoglobin, molekula proteinske prirode koja sadrži željezo u svojoj strukturi. Svaka se molekula sastoji od 5% hema, odgovornog za crvenu boju krvi i reverzibilno vezanje s kisikom, te 95% globina.

Količina kisika koja se može vezati za hemoglobin ovisi o mnogim čimbenicima, uključujući koncentraciju kisika: kada je visoka, kao i kod kapilara, hemoglobin se veže na kisik; Kada je koncentracija niska, protein oslobađa kisik.

Ostali dišni pigmenti

Iako je hemoglobin respiratorni pigment prisutan u svim kralježnjacima i nekim beskralješnjacima, nije jedini.

Kod nekih vrsta rakova, ljuskavih glavonožaca i mekušaca nalazi se plavi pigment koji se zove hemocijanin. Umjesto željeza, ova molekula ima dva atoma bakra.

U četiri obitelji poliketa postoji klorokruorinski pigment, protein koji u svojoj strukturi ima željezo i zelen. Sličan je hemoglobinu u smislu strukture i funkcioniranja, iako nije ograničen na bilo koju staničnu strukturu i slobodan je u plazmi.

Konačno, tu je i pigment s kapacitetom punjenja kisika mnogo nižim od hemoglobina koji se zove hemeritrin. Crvena je i prisutna u nekoliko skupina morskih beskralješnjaka.

Zajedničke bolesti

astma

To je patologija koja utječe na respiratorni trakt, uzrokujući njegovo oticanje. U napadu astme, mišići koji okružuju dišne ​​putove postaju upaljeni i količina zraka koja može ući u sustav drastično se smanjuje.

Napad se može pokrenuti nizom tvari nazvanih alergeni, uključujući krzno kućnih ljubimaca, grinja, hladne klime, kemikalije prisutne u hrani, plijesni, peludu, među ostalima..

Plućni edem

Plućni edem sastoji se od nakupljanja tekućine u plućima, koja ometa respiratornu sposobnost pojedinca. Uzroci su obično povezani s kongestivnim zatajenjem srca, gdje srce ne pumpa dovoljno krvi.

Povećani pritisak u krvnim žilama gura tekućinu u zračne prostore unutar pluća, čime se smanjuje normalno kretanje kisika u plućima..

Drugi uzroci plućnog edema su zatajenje bubrega, prisutnost uskih arterija koje nose krv u bubrege, miokarditis, aritmije, prekomjerna tjelesna aktivnost u mjestu, uporaba određenih lijekova, među ostalima..

Najčešći simptomi su otežano disanje, otežano disanje, iskašljavanje pjene ili krvi i povećan broj otkucaja srca.

pneumonije

Pneumonije su infekcije pluća i mogu biti uzrokovane različitim mikroorganizmima, uključujući bakterije kao što su Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae i Chlamydias pneumoniae, virusa ili gljiva Pneumocystis jiroveci.

Pojavljuje se kao upala alveolarnih prostora. To je vrlo zarazna bolest, jer se uzročnici mogu širiti zrakom i brzo se šire kihanjem i kašljanjem.

Ljudi koji su najosjetljiviji na ovu patologiju uključuju osobe starije od 65 godina i zdravstvene probleme. Simptomi uključuju groznicu, zimicu, kašalj s sluzi, nedostatak daha, nedostatak daha i bol u prsima.

Većina slučajeva ne zahtijeva hospitalizaciju, a bolest se može liječiti antibioticima (ako je bakterijska upala pluća) primijenjena oralno, odmor i unos tekućine.

bronhitis

Bronhitis je prisutan kao upalni proces u kanalima koji prenose kisik u pluća, uzrokovan infekcijom ili iz drugih razloga. Ova bolest je klasificirana kao akutna i kronična.

Među simptomima su opća slabost, kašalj s sluzi, otežano disanje i pritisak u prsima.

Za liječenje bronhitisa, preporuča se uzeti aspirin ili acetaminofen kako bi se smanjila vrućica, potrebno je uzeti znatnu količinu tekućine i odmoriti se. Ako ga uzrokuje bakterijsko sredstvo, uzimaju se antibiotici.

reference

  1. French, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Fiziologija životinja: Mehanizmi i prilagodbe. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A.J. (2005). Osobni trening: osnove, osnove i primjene. inde.
  3. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije (Svezak 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Anatomija organa jezika, vida i sluha. Ed Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C.H. (1986). Fiziološke osnove medicinske prakse. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Osnove fiziologije tjelesne aktivnosti i sporta. Ed Panamericana Medical.