Kvėpavimo sistemos funkcijos, dalys, veikimas



The kvėpavimo sistemos arba kvėpavimo aparatai susideda iš specializuotų organų, skirtų tarpininkauti dujų mainams, kuris apima deguonies įsisavinimą ir anglies dioksido pašalinimą..

Yra keletas žingsnių, leidžiančių deguonies patekti į ląstelę ir pašalinti anglies dioksidą, įskaitant oro mainus tarp atmosferos ir plaučių (vėdinimas), po to pasklinda ir keičiasi dujos ant plaučių paviršiaus. deguonies transportavimas ir dujų mainai ląstelių lygmeniu.

Tai įvairi sistema gyvūnų karalystėje, kurią sudaro įvairios struktūros, priklausomai nuo studijų linijos. Pavyzdžiui, žuvys turi funkcinių struktūrų vandens aplinkoje, pvz., Žiaunose, žinduoliai turi plaučius ir labiausiai bestuburių trachėją.

Vienaląsčiai gyvūnai, pvz., Pirmuoniai, nereikalauja specialių kvėpavimo ir struktūrinių dujų keitimo struktūrų.

Žmonėms sistema susideda iš nosies ryklės, ryklės, gerklų, trachėjos ir plaučių. Pastarosios yra šakotos iš eilės į bronchus, bronchus ir alveolius. Alveoliuose pasyviai keičiasi deguonies molekulės ir anglies dioksidas.

Indeksas

  • 1 Kvėpavimo apibrėžimas
  • 2 Funkcijos
  • 3 Gyvūnų karalystės kvėpavimo organai
    • 3.1 Trachėjos
    • 3.2 Žiaunos
    • 3.3 Plaučiai
  • 4 Kvėpavimo sistemos dalys (organai) žmonėms
    • 4.1 Aukšta dalis arba viršutiniai kvėpavimo takai
    • 4.2 Žemas arba apatinis kvėpavimo takas
    • 4.3 Plaučių audiniai
    • 4.4 Plaučių trūkumai
    • 4.5 Krūtinės dėžutė
  • 5 Kaip tai veikia?
    • 5.1 Vėdinimas
    • 5.2 Dujų mainai
    • 5.3 Dujų transportavimas
    • 5.4 Kiti kvėpavimo takų pigmentai
  • 6 Dažniausios ligos
    • 6.1 Astma
    • 6.2 Plaučių edema
    • 6.3 Pneimonijos
    • 6.4 Bronchitas
  • 7 Nuorodos

Kvėpavimo apibrėžimas

Terminas "kvėpavimas" gali būti apibrėžtas dviem būdais. Kolokviumas, kai vartojame žodį kvėpuoti, aprašome deguonies vartojimo ir anglies dioksido pašalinimo į išorinę aplinką veiksmą.

Tačiau kvėpavimo sąvoka apima platesnį procesą nei paprasčiausiai įeinant į orą iš šonkaulių. Visi mechanizmai, susiję su deguonies naudojimu, transportavimu kraujyje ir anglies dioksido susidarymas, vyksta ląstelių lygmenyje.

Antras būdas apibrėžti žodį „kvėpavimas“ yra ląstelių lygiu, ir šis procesas vadinamas ląstelių kvėpavimu, kai deguonies reakcija vyksta su neorganinėmis molekulėmis, kurios gamina energiją ATP (adenozino trifosfatas), vandens ir anglies dioksido pavidalu..

Todėl tikslesnis būdas atkreipti dėmesį į oro paėmimo ir pašalinimo procesą per krūtinės ląsteles yra terminas „vėdinimas“..

Funkcijos

Pagrindinė kvėpavimo sistemos funkcija yra organizuoti deguonies iš išorės procesus vėdinimo ir ląstelių kvėpavimo mechanizmais. Vienas iš proceso atliekų yra anglies dioksidas, kuris pasiekia kraujotaką, eina į plaučius ir pašalinamas iš kūno į atmosferą..

Kvėpavimo sistema yra atsakinga už visų šių funkcijų tarpininkavimą. Jis yra specialiai atsakingas už oro, kuris pateks į kūną, filtravimą ir drėkinimą, be filtravimo nepageidaujamų molekulių.

Taip pat reguliuokite kūno skysčių pH - netiesiogiai - kontroliuojant CO koncentraciją2, išsaugoti arba pašalinti. Kita vertus, jis dalyvauja reguliuojant temperatūrą, hormonų išsiskyrimą plaučiuose ir padeda kvapo sistemai aptikti kvapus..

Be to, kiekvienas sistemos elementas yra atsakingas už tam tikrą funkciją: šnervės šildo orą ir užtikrina apsaugą nuo mikrobų, ryklės, gerklų ir trachėjos, tarp kurių vyksta oro eiga..

Be to, ryklė įsijungia į maisto ir gerklų patekimą į fonavimo procesą. Galiausiai, dujų apykaitos procesas vyksta alveoliuose.

Kvėpavimo organai gyvūnų karalystėje

Mažiems gyvūnams, mažiau nei 1 mm, per odą gali vykti dujų mainai. Iš tiesų tam tikros gyvūnų linijos, pvz., Pirmuonys, kempinės, cnidarians ir kai kurie kirminai atlieka dujų mainų procesą paprastu difuzijos būdu..

Didesniems gyvūnams, pavyzdžiui, žuvims ir varliagyviams, taip pat yra odos kvėpavimas, siekiant papildyti žiaunų ar plaučių kvėpavimą..

Pavyzdžiui, varlės gali atlikti visą dujų mainų procesą per odą žiemojimo režimuose, nes jos visiškai panardintos į tvenkinius. Salamandrų atveju yra egzempliorių, kurie visiškai neturi plaučių ir kvėpuoja per odą.

Tačiau, didėjant gyvūnų sudėtingumui, būtinas specializuotų organų, skirtų keistis dujomis ir patenkinti didelius daugiašalių gyvūnų energijos poreikius, buvimas..

Toliau bus išsamiai aprašyta organų, kurie tarpininkauja dujų mainams skirtingose ​​gyvūnų grupėse, anatomija:

Pėdsakai

Vabzdžiai ir kai kurie nariuotakojai turi labai veiksmingą ir tiesioginę kvėpavimo sistemą. Jis susideda iš vamzdžių sistemos, vadinamos trachėja, kuri tęsiasi per visą gyvūno kūną.

Trachėjos suskirsto į siauresnius vamzdžius (maždaug 1 μm skersmens), vadinamus tranchaelae. Juos užima skystis ir jie tiesiogiai susiję su ląstelių membranomis.

Oras patenka į sistemą per kelias angas, kurios veikia kaip vožtuvas, vadinamas spirales. Jie turi galimybę uždaryti, kai vanduo prarandamas, kad būtų išvengta džiovinimo. Ji taip pat turi filtrus, kad būtų išvengta nepageidaujamų medžiagų patekimo.

Tam tikri vabzdžiai, tokie kaip bitės, gali atlikti kūno judesius, kuriais siekiama vėdinti trachėjos sistemą.

Žiaunos

Žiaunos, taip pat vadinamos žiaunomis, leidžia veiksmingai kvėpuoti vandens aplinkoje. Dygiaodžiuose jie sudaro jų kūno paviršiaus išplėtimą, o jūrų kirminuose ir varliagyviuose jie yra plunksnos arba kuokšteliai..

Efektyviausi yra žuvyje ir susideda iš vidinių žiaunų sistemos. Jie yra gijinės struktūros su pakankamu kraujo tiekimu, kuris prieštarauja vandens srovei. Naudodami šią sistemą „priešprieša“ galite užtikrinti maksimalų deguonies ištraukimą iš vandens.

Žiaunų vėdinimas yra susijęs su gyvūno judėjimu ir burnos atidarymu. Antžeminėje aplinkoje žiaunos praranda plūduriuojančią vandens atramą, jos išdžiūsta ir siūlai susilieja, todėl visa sistema žlunga.

Dėl šios priežasties žuvys užsikimsta, kai jos išeina iš vandens, nors jose yra didelis deguonies kiekis.

Plaučiai

Stuburinių gyvūnų plaučiai yra vidiniai ertmės, aprūpinti gausiais indais, kurių funkcija yra tarpininkauti dujų mainams su krauju. Kai kuriuose bestuburiuose kalbame apie "plaučius", nors šios struktūros nėra homologiškos viena kitai ir yra daug mažiau veiksmingos.

Amfibijoje plaučiai yra labai paprasti, panašūs į maišelį, kuris kai kuriose varlių dalijamasi. Apsikeitimui skirtas plotas didėja ne paukščių roplių plaučiuose, kurie yra suskirstyti į daugybę tarpusavyje sujungtų maišelių..

Paukščių linijoje plaučių efektyvumas didėja dėl oro maišelių, kurie tarnauja kaip oro atsargų erdvė vėdinimo procese..

Plaučiai žinduoliams pasiekia maksimalų sudėtingumą (žr. Kitą skyrių). Plaučiai gausu jungiamojo audinio, juos supa plonas epitelio sluoksnis, vadinamas visceraliniu pleuros sluoksniu, kuris tęsiasi į visceralinę pleurą ir yra suderintas su krūtinės sienomis..

Varliagyviai naudoja teigiamą slėgį oro patekimui į plaučius, o ne paukščių ropliai, paukščiai ir žinduoliai naudoja neigiamą slėgį, kai plūduriuojantiems šonkauliams išilgai oro į plaučius..

Žmonių kvėpavimo sistemos dalys (organai)

Žmonėms ir likusiems žinduoliams kvėpavimo sistemą sudaro didelė dalis, sudaryta iš burnos, nosies ertmės, ryklės ir gerklų; apatinė trachėjos ir bronchų dalis ir plaučių audinio dalis.

Didelė dalis arba viršutiniai kvėpavimo takai

Šnervės yra struktūros, per kurias oras patenka, po to seka nosies kamera, padengta gleivinės išskiriančiu epiteliu. Vidinės šnervės sujungia ryklę (dažniausiai vadiname gerklę), kur susikerta du keliai: virškinimo ir kvėpavimo takai..

Oras patenka į akmenų atidarymą, o maistas tęsiasi nuo stemplės.

Epiglottis yra ant glottio, siekiant užkirsti kelią maistui patekti į kvėpavimo takus, nustatant ribą tarp burnos gleivinės - už burnos - ir laringopharynx - apatinio segmento. Žvilgsnis atsidaro gerklėje („balso dėžutė“), o tai savo ruožtu suteikia trachėjos.

Žemas arba apatinis kvėpavimo takas

Trachėja yra vamzdžio formos ortakis, kurio skersmuo yra 15–20 mm ir ilgis 11 cm. Jo siena yra sustiprinta kremzlių audiniais, kad būtų išvengta konstrukcijos žlugimo, nes tai yra pusiau lanksti konstrukcija.

Kremzlė yra pusė mėnulio formos 15 arba 20 žiedų, ty ji nėra visiškai trachėjos.

Tranchea šakoja į du bronchus, po vieną kiekvienam plaučiui. Teisė yra vertikalesnė, palyginti su kairiuoju, be to, ji yra trumpesnė ir didesnė. Po šio pirmojo padalijimo plaučių parenchimoje seka tolesni padaliniai.

Bronchų struktūra panaši į trachėją dėl kremzlės, raumenų ir gleivinės, nors kremzlių plokštės mažėja, kol išnyksta, kai bronchai pasiekia 1 mm skersmenį.

Juose kiekvienas bronchas suskirsto į mažus vamzdžius, vadinamus bronchus, kurie veda į alveolinį kanalą. Alveoliuose yra labai plonas ląstelių sluoksnis, kuris palengvina keitimąsi dujomis su kapiliarine sistema.

Plaučių audiniai

Makroskopiškai plaučiuose plaučiai skirstomi į skilteles. Dešinėje plaučius susideda iš trijų skilčių, o kairėje - tik du. Tačiau funkcinis dujų mainų vienetas nėra plaučiai, bet alveolokapiliarinis vienetas.

Alveoliai yra nedideli maišeliai su vynuogių krūmais, kurie yra bronchų gale ir atitinka mažiausius kvėpavimo takų padalijimus. Joms taikomos dviejų tipų ląstelės: I ir II.

I tipo ląstelėms būdingas plonas ir leidžiamas dujų išsisklaidymas. II tipo gaminiai yra daugiau nei mažesni už ankstesnę grupę, mažiau ploni ir jo funkcija yra išskirti paviršinio aktyvumo medžiagos medžiagą, kuri palengvina alveolio išplitimą vėdinimo sistemoje.

Epitelio ląstelės yra susietos su jungiamojo audinio pluoštais, todėl plaučiai yra elastingi. Panašiai yra platus plaučių kapiliarų tinklas, kuriame vyksta dujų mainai.

Plaučius supa siena su mezotelio audiniu, vadinamu pleura. Paprastai šis audinys vadinamas virtualia erdve, nes jame nėra oro viduje ir tik nedideliais kiekiais skystis.

Plaučių trūkumai

Plaučių trūkumas yra tas, kad dujų keitimas vyksta tik alveoliuose ir alveoliniuose ortakiuose. Oro, kuris pasiekia plaučius, bet yra tose vietose, kur nėra dujų mainų, tūris vadinamas negyva erdve.

Todėl žmonių vėdinimo procesas yra labai neefektyvus. Normalus vėdinimas pavyksta pakeisti tik šeštadalį oro, esančio plaučiuose. Priverstinio kvėpavimo atveju 20-30% oro yra įstrigę.

Krūtinės dėžutė

Šonkauliai laikomi plaučiuose ir sudaro raumenų ir kaulų rinkinį. Kaulų komponentą sudaro kaklo ir nugaros stuburai, šonkauliai ir krūtinkaulys. Diafragma yra svarbiausias kvėpavimo raumenys, randamas namo gale.

Į šonkaulius įterpiami papildomi raumenys, vadinami tarpukaliais. Kiti dalyvauja kvėpavimo mechanizmuose, tokiuose kaip sternocleidomastoid ir skalenai, kilę iš galvos ir kaklo. Šie elementai įterpiami į krūtinkaulį ir pirmuosius šonkaulius.

Kaip tai veikia?

Deguonies įsisavinimas yra gyvybiškai svarbus ląstelių kvėpavimo procesams, kai šios molekulės paėmimas ATP gamybai vyksta pradedant nuo maistinių medžiagų, gautų šėrimo metu metaboliniais procesais..

Kitaip tariant, deguonis oksiduoja (degina) molekules ir taip gamina energiją. Vienas iš šio proceso liekanų yra anglies dioksidas, kuris turi būti pašalintas iš kūno. Kvėpavimas apima šiuos įvykius:

Vėdinimas

Procesas prasideda deguonies įsisavinimu į atmosferą per įkvėpimo procesą. Oras patenka į kvėpavimo sistemą per šnerves per visą aprašytą vamzdžių rinkinį į plaučius.

Oro įsiurbimas - kvėpavimas - paprastai yra priverstinis procesas, tačiau jis gali būti automatiškai įjungtas į savanorišką.

Smegenyse neuronai yra atsakingi už normalų kvėpavimo reguliavimą. Tačiau organizmas gali reguliuoti kvėpavimą priklausomai nuo deguonies poreikio.

Vidutinis žmogus poilsiui kvėpuoja vidutiniškai šešis litrus oro per minutę ir šis skaičius gali intensyviai treniruotis iki 75 litrų..

Dujų mainai

Deguonis atmosferoje yra dujų mišinys, sudarytas iš 71% azoto, 20,9% deguonies ir nedidelės dalies kitų dujų, pvz., Anglies dioksido..

Kai oras patenka į kvėpavimo takus, sudėtis nedelsiant keičiasi. Įkvėpimo procesas prisotina orą vandeniu ir kai oras pasiekia alveolius, jis sumaišomas su likusiu oru iš ankstesnių įkvėpimų. Šiuo metu sumažėja dalinis deguonies slėgis ir didėja anglies dioksido slėgis.

Kvėpavimo takų audiniuose dujos juda po koncentracijų gradientų. Kadangi deguonies dalinis slėgis alveoliuose (100 mm Hg) yra didesnis nei plaučių kapiliarų kraujyje (40 mm Hg), deguonies patenka į kapiliarus per difuzijos procesą..

Panašiai anglies dioksido koncentracija plaučių kapiliaruose (46 mm Hg) yra didesnė nei alveoliuose (40 mm Hg), todėl anglies dioksidas difuzuoja priešinga kryptimi: nuo kraujagyslių kapiliarų iki alveolių. plaučius.

Dujų transportavimas

Vandenyje deguonies tirpumas yra toks mažas, kad turi būti transporto priemonė, atitinkanti medžiagų apykaitos reikalavimus. Kai kuriuose smulkiuose bestuburiuose jų skysčiuose ištirpusio deguonies kiekis yra pakankamas, kad atitiktų individo poreikius.

Tačiau žmonėms tokiu būdu transportuojamas deguonis pasieks tik 1% reikalavimų.

Dėl šios priežasties deguonis - ir didelis anglies dioksido kiekis - kraunasi pigmentais. Visuose stuburiniuose gyvūnuose šie pigmentai apsiriboja raudonųjų kraujo kūnelių.

Gyvūnijos karalystėje labiausiai paplitęs pigmentas yra hemoglobinas, baltymų pobūdžio molekulė, turinti geležies struktūrą. Kiekviena molekulė susideda iš 5% hemo, atsakingo už raudoną kraujo spalvą ir grįžtamąjį prisijungimą prie deguonies, ir 95% globino..

Deguonies kiekis, kuris gali prisijungti prie hemoglobino, priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant deguonies koncentraciją: kai jis yra aukštas, kaip ir kapiliaruose, hemoglobinas prisijungia prie deguonies; Kai koncentracija yra maža, baltymas išskiria deguonį.

Kiti kvėpavimo takų pigmentai

Nors hemoglobinas yra kvėpavimo pigmentas, esantis visuose stuburiniuose ir kai kuriuose bestuburiuose, tai nėra vienintelis.

Kai kuriuose vėžiagyvių dekoduose, vėžiagyvių galvakojiuose ir moliuskuose yra mėlynas pigmentas, vadinamas hemocianinu. Vietoj geležies ši molekulė turi du vario atomus.

Keturiose poliaketų šeimose yra chlorokruorino pigmentas, baltymas, turintis geležies struktūrą ir žalias. Jis yra panašus į hemoglobino struktūrą ir funkcionavimą, nors jis neapsiriboja jokia ląstelių struktūra ir yra laisvas plazmoje..

Galiausiai yra pigmentas, kurio deguonies apkrovos talpa yra daug mažesnė nei hemoglobino, vadinamo hemeritrinu. Jis yra raudonas ir yra keliose jūros bestuburių grupėse.

Dažniausios ligos

Astma

Tai patologija, kuri veikia kvėpavimo takus, sukelia jos patinimą. Dėl astmos priepuolio, kvėpavimo takus supančių raumenų uždegimas ir oro kiekis, galintis patekti į sistemą, labai sumažėja.

Išpuolį gali sukelti keletas medžiagų, vadinamų alergenais, įskaitant naminių gyvūnėlių kailius, erkes, šaltą klimatą, chemines medžiagas, esančias maiste, pelėsius, žiedadulkes, be kita ko..

Plaučių edema

Plaučių edema susideda iš skysčio kaupimosi plaučiuose, o tai trukdo individo kvėpavimo gebėjimui. Priežastys paprastai siejamos su staziniu širdies nepakankamumu, kai širdis nepakankamai pumpuoja kraują.

Padidėjęs spaudimas kraujagyslėse verčia skystį patekti į oro erdvę plaučiuose, taip sumažindamas normalų deguonies judėjimą plaučiuose..

Kitos plaučių edemos priežastys yra inkstų nepakankamumas, siaurų arterijų, kurios kraujasi į inkstus, buvimas, miokarditas, aritmija, per didelis fizinis aktyvumas vietose, tam tikrų vaistų vartojimas..

Dažniausiai pasitaikantys simptomai yra sunkus kvėpavimas, dusulys, putų ar kraujo atsukimas ir padidėjęs širdies susitraukimų dažnis.

Plaučių uždegimas

Pneimonijos yra plaučių infekcijos, kurias gali sukelti įvairūs mikroorganizmai, įskaitant bakterijas, pvz Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae ir Chlamydias pneumoniae, patinka virusas ar grybai Pneumocystis jiroveci.

Jis pasirodo kaip alveolinių erdvių uždegimas. Tai labai užkrečiama liga, nes priežastiniai veiksniai gali būti platinami per orą ir sparčiai plinta per čiaudulį ir kosulį..

Šiai patologijai labiausiai jautrūs žmonės yra vyresni nei 65 metų asmenys, turintys sveikatos problemų. Simptomai yra karščiavimas, šaltkrėtis, kosulys su skrepliais, dusulys, dusulys ir krūtinės skausmas..

Daugeliu atvejų nereikalaujama hospitalizuoti, o liga gali būti gydoma antibiotikais (jei bakterinė pneumonija) skiriama per burną..

Bronchitas

Bronchitas yra kaip uždegimo procesas ortakiuose, kurie perneša deguonį į plaučius, kuriuos sukelia infekcija arba dėl kitų priežasčių. Ši liga klasifikuojama kaip ūminė ir lėtinė.

Tarp simptomų yra bendras negalavimas, kosulys su gleivėmis, kvėpavimo sunkumas ir krūtinės spaudimas.

Norėdami gydyti bronchitą, rekomenduojama vartoti aspiriną ​​arba acetaminofeną, kad sumažėtų karščiavimas, gerokai daug skysčių ir poilsio. Jei tai sukelia bakterinis agentas, vartojami antibiotikai.

Nuorodos

  1. Prancūzų, K., Randall, D. ir Burggren, W. (1998). Eckert. Gyvūnų fiziologija: mechanizmai ir adaptacijos. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A. J. (2005). Asmeninis mokymas: pagrindai, pagrindai ir programos. INDE.
  3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai (15 tomas). Niujorkas: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Kalbos, regėjimo ir klausos organų anatomija. Red. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., ir Best, C. H. (1986). Medicinos praktikos fiziologiniai pagrindai. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Fizinio aktyvumo ir sporto fiziologijos pagrindai. Red. Panamericana Medical.