Elpošanas sistēmas funkcijas, daļas, darbība



The elpošanas sistēmu vai elpošanas aparāti ietver virkni specializētu orgānu, kas nodrošina gāzes apmaiņu, kas ietver skābekļa uzņemšanu un oglekļa dioksīda izvadīšanu..

Ir virkne soļu, kas ļauj skābekļa nonākšanu šūnā un oglekļa dioksīda izvadīšanu, tostarp gaisa apmaiņu starp atmosfēru un plaušām (ventilācija), kam seko gāzes izplatīšanās un apmaiņa ar plaušu virsmu. skābekļa transportēšana un gāzes apmaiņa šūnu līmenī.

Tā ir daudzveidīga sistēma dzīvnieku valstībā, kas sastāv no dažādām struktūrām atkarībā no pētījuma līnijas. Piemēram, zivīm ir funkcionālas struktūras ūdens vidē, piemēram, žaunām, zīdītājiem ir plaušas un lielākā daļa bezmugurkaulnieku trahejas..

Vienšūnu dzīvniekiem, piemēram, vienšūņiem, nav nepieciešamas īpašas elpošanas struktūras un gāzes apmaiņa notiek ar vienkāršu difūziju.

Cilvēkiem sistēma sastāv no deguna rīkles, rīkles, balsenes, trahejas un plaušām. Pēdējie ir sazaroti secīgi bronhos, bronhosolos un alveolos. Alveolos notiek skābekļa molekulu un oglekļa dioksīda pasīva apmaiņa.

Indekss

  • 1 Elpošanas definīcija
  • 2 Funkcijas
  • 3 Elpošanas orgāni dzīvnieku valstībā
    • 3.1 Trahejas
    • 3.2 Žaunas
    • 3.3 Plaušas
  • 4 Elpošanas sistēmas daļas (orgāni) cilvēkiem
    • 4.1 Augsta daļa vai augšējie elpceļi
    • 4.2 Zemais vai apakšējais elpošanas trakts
    • 4.3 Plaušu audi
    • 4.4 Plaušu trūkumi
    • 4.5. Krūšu kaste
  • 5 Kā tas darbojas?
    • 5.1 Ventilācija
    • 5.2 Gāzes apmaiņa
    • 5.3 Gāzes transportēšana
    • 5.4 Citi elpceļu pigmenti
  • 6 Parastās slimības
    • 6.1 Astma
    • 6.2 Plaušu tūska
    • 6.3 Pneimonija
    • 6.4 Bronhīts
  • 7 Atsauces

Elpošanas definīcija

Terminu "elpošana" var definēt divos veidos. Sarunvalodā, kad mēs izmantojam vārdu “elpot”, mēs aprakstām skābekļa lietošanas un oglekļa dioksīda aizvākšanas ārējā vidē darbību..

Tomēr elpošanas jēdziens ietver plašāku procesu nekā vienkārši ieiešana un izplūšana no ribām. Visi mehānismi, kas saistīti ar skābekļa izmantošanu, transportēšanu asinīs un oglekļa dioksīda veidošanos, notiek šūnu līmenī.

Otrs veids, kā definēt vārdu elpošana, ir šūnu līmenī, un šo procesu sauc par šūnu elpošanu, kur skābekļa reakcija notiek ar neorganiskām molekulām, kas ražo enerģiju ATP (adenozīna trifosfāts), ūdens un oglekļa dioksīda veidā..

Tāpēc precīzāks veids, kā atsaukties uz gaisa ņemšanu un izspiešanu caur krūšu kustībām, ir termins "ventilācija"..

Funkcijas

Elpošanas sistēmas galvenā funkcija ir organizēt skābekļa uzņemšanas procesus no ārpuses ar ventilācijas un šūnu elpošanas mehānismiem. Viens no procesa atkritumiem ir oglekļa dioksīds, kas sasniedz asinsriti, nonāk plaušās un tiek izvadīts no organisma atmosfērā..

Elpošanas sistēma ir atbildīga par visu šo funkciju starpniecību. Tā ir īpaši atbildīga par gaisa filtrēšanu un mitrināšanu, kas nonāks ķermenī, papildus filtrējot nevēlamās molekulas.

Regulēt arī ķermeņa šķidrumu pH - netieši - kontrolējot CO koncentrāciju2, vai nu to saglabājot, vai likvidējot. No otras puses, tā ir iesaistīta temperatūras regulēšanā, hormonu izdalīšanā plaušās un palīdz smaržas sistēmai smaku noteikšanā..

Arī katrs sistēmas elements ir atbildīgs par konkrētu funkciju: nāsis silda gaisu un nodrošina aizsardzību pret baktērijām, rīkles, balsenes un trahejas starpniecību..

Turklāt rīkles iejaucas pārtikas un balsenes nokļūšanā fonēšanas procesā. Visbeidzot, gāzveida apmaiņas process notiek alveolos.

Elpošanas orgāni dzīvnieku valstībā

Maziem dzīvniekiem, kas ir mazāki par 1 mm, caur ādu var notikt gāzes apmaiņa. Faktiski, dažas dzīvnieku sugas, piemēram, vienšūņi, sūkļi, cidiņi un daži tārpi, veic vienkāršu difūzijas procesu gāzes apmaiņas procesā..

Lielākiem dzīvniekiem, piemēram, zivīm un abiniekiem, ir arī ādas elpošana, lai papildinātu elpošanu, ko veic žaunas vai plaušas..

Piemēram, vardes var veikt visu gāzes apmaiņas procesu caur ādu pārziemošanas posmos, jo tās ir pilnībā iegremdētas dīķos. Salamandru gadījumā ir paraugi, kas pilnībā nespēj plaušās un elpot caur ādu.

Tomēr, palielinoties dzīvnieku sarežģītībai, ir nepieciešama specializētu orgānu klātbūtne gāzu apmaiņai un daudzu šūnu dzīvnieku augsto enerģijas vajadzību apmierināšanai..

Tālāk tiks detalizēti aprakstīta to orgānu anatomija, kas veicina gāzes apmaiņu dažādās dzīvnieku grupās.

Traces

Kukaiņiem un dažiem posmkājiem ir ļoti efektīva un tieša elpošanas sistēma. Tas sastāv no cauruļu sistēmas, ko sauc par tracheae, kas stiepjas visā dzīvnieka ķermenī.

Trahejas sazarojas šaurākās caurulēs (aptuveni 1 μm diametrā), ko sauc par tranchaelae. Tās aizņem šķidrums, un tās beidzas tieši ar šūnu membrānām.

Gaiss iekļūst sistēmā caur virkni atveru, kas darbojas kā vārsts, ko sauc par spiracles. Tie ir spējīgi slēgt, reaģējot uz ūdens zudumu, lai novērstu sausumu. Tajā ir arī filtri, lai novērstu nevēlamu vielu iekļūšanu.

Daži kukaiņi, piemēram, bites, var veikt ķermeņa kustības, kuru mērķis ir ventilēt trahejas sistēmu.

Gills

Žaunas, ko sauc arī par žaunām, nodrošina efektīvu elpošanu ūdens vidē. Eļļas dīgļos tie sastāv no ķermeņa virsmas, savukārt jūras tārpiem un abiniekiem tie ir plūmes vai pušķi..

Visefektīvākie ir zivis un sastāv no iekšējo žaunu sistēmas. Tie ir pavedienu struktūras ar atbilstošu asins piegādi, kas ir pretrunā ar ūdens strāvu. Ar šo sistēmu "pretplūsma" jūs varat nodrošināt maksimālu skābekļa ieguvi no ūdens.

Žaunu ventilācija ir saistīta ar dzīvnieka kustību un mutes atvēršanu. Sauszemes vidē žaunas zaudē ūdens peldošo balstu, tās izžūst un kvēldiegi sanāk kopā, kas noved pie visas sistēmas sabrukuma..

Šā iemesla dēļ zivis noslāpst, kad tās ir ārpus ūdens, lai gan tām ir liels skābekļa daudzums.

Plaušas

Mugurkaulnieku plaušas ir iekšējās dobumi, kas aprīkoti ar bagātīgiem kuģiem, kuru uzdevums ir mediācijas apmaiņa ar asinīm. Dažos bezmugurkaulniekos mēs runājam par "plaušām", lai gan šīs struktūras nav viendabīgas un daudz mazāk efektīvas.

Abiniekos plaušas ir ļoti vienkāršas, līdzīgi kā maiss, kas dažās vardēs ir sadalīts. Apmaiņai pieejamā platība palielinās putnu rāpuļu plaušās, kas ir sadalītas daudzos savstarpēji savienotos maisos..

Putnu sugā plaušu efektivitāte palielinās pateicoties gaisa maisu klātbūtnei, kas kalpo par gaisa rezerves telpu ventilācijas procesā..

Plaušas sasniedz maksimālo sarežģītību zīdītājiem (skatīt nākamo sadaļu). Plaušas ir daudz saistaudu, un to ieskauj plāns epitēlija slānis, ko sauc par viscerālo pleiru, kas turpinās viscerālajā pleirā un sakrīt ar krūšu sienām..

Abinieki izmanto pozitīvu spiedienu gaisa iekļūšanai plaušās, kamēr putnu rāpuļi, putni un zīdītāji lieto negatīvu spiedienu, kur plaušās tiek izspiests gaiss, paplašinot ribu..

Cilvēku elpošanas sistēmas daļas (orgāni)

Cilvēkiem un pārējiem zīdītājiem elpošanas sistēmu veido augsta daļa, kas sastāv no mutes, deguna dobuma, rīkles un balsenes; trahejas un bronhu apakšējā daļa un plaušu audu daļa.

Augsta daļa vai augšējie elpceļi

Nāsis ir struktūras, caur kurām iekļūst gaiss, kam seko deguna kamera, kas pārklāta ar epitēliju, kas izdala gļotādas. Iekšējie nāsis savienojas ar rīkli (ko parasti saucam par rīklu), kur notiek divu ceļu šķērsošana: gremošanas un elpošanas orgāni..

Gaisa ieplūst caur glottis, kamēr pārtika turpina ceļu uz barības vadu.

Epiglottis atrodas uz glottis, lai novērstu pārtikas iekļūšanu elpceļos, nosakot robežu starp mutes dobuma daļu, kas atrodas aiz mutes, un laryngopharynx - apakšējo segmentu. Glancis atveras balsenes ("balss lodziņā"), un tas savukārt dod ceļu trahejai.

Zema daļa vai apakšējie elpceļi

Traheja ir caurules formas kanāls ar diametru no 15 līdz 20 mm un 11 centimetriem. Tās siena ir pastiprināta ar skrimšļu audiem, lai izvairītos no struktūras sabrukuma, pateicoties tam ir daļēji elastīga struktūra..

Skrimšļi atrodas pusmēness formā 15 vai 20 gredzenos, tas ir, tas pilnībā neaizņem traheju.

Tranchea filiāles iedala divos bronhos, viens katrai plaušai. Tiesības ir vertikālākas, salīdzinot ar kreiso pusi, turklāt tās ir īsākas un apjomīgākas. Pēc šīs pirmās dalīšanas plaušu parenhīmas laikā seko secīgas apakšgrupas.

Bronču struktūra līdzinās trahejai, jo tā ir skrimšļa, muskuļu un gļotādas klātbūtne, lai gan skrimšļu plāksnes samazinās līdz izzušanai, kad bronhu sasniedz diametru 1 mm..

Tajos katrs bronhs iedalās mazās caurulēs, ko sauc par bronhiem, kas noved pie alveolārā kanāla. Alveoliem ir ļoti plāns šūnu slānis, kas atvieglo gāzu apmaiņu ar kapilāru sistēmu.

Plaušu audi

Makroskopiski plaušas sadalās plaušās. Labās plaušas sastāv no trim cilpām un kreisās plaušas ir tikai divas. Tomēr gāzes apmaiņas funkcionālā vienība nav plaušas, bet alveolokapilārā vienība.

Alveoli ir mazi maisiņi ar vīnogu ķekariem, kas atrodas bronholu galā un atbilst mazākajai elpceļu daļai. Tos sedz divu veidu šūnas, I un II.

I tipa šūnas ir raksturīgas kā plānas un ļauj difūzēt gāzes. II tipa ražotāji ir vairāk nekā mazi, nekā iepriekšējā grupa, mazāk plānas un tās funkcija ir izdalīt virsmas aktīvās vielas vielu, kas atvieglo alveolus paplašināšanos ventilācijā..

Epitēlija šūnas ir sajauktas ar saistaudu šķiedrām tā, ka plaušas ir elastīgas. Tāpat ir plašs plaušu kapilāru tīkls, kurā notiek gāzes apmaiņa.

Plaušas ieskauj siena ar mezoteliālu audu, ko sauc par pleiru. Šo audu parasti sauc par virtuālo telpu, jo tajā nav gaisa, un tajā ir tikai neliels daudzums šķidruma.

Plaušu trūkumi

Plaušu trūkums ir tas, ka gāzu apmaiņa notiek tikai alveolu un alveolu kanālos. Gaisa daudzumu, kas sasniedz plaušas, bet atrodas apgabalā, kur nenotiek gāzes apmaiņa, sauc par mirušo telpu.

Tāpēc cilvēku ventilācijas process ir ārkārtīgi neefektīvs. Normāla ventilācija izdodas nomainīt tikai sesto daļu no plaušās atrastā gaisa. Piespiedu elpošanas gadījumā 20-30% gaisa tiek iesprostoti.

Krūškurvja kaste

Ribas ir izvietotas plaušās, un tās veido muskuļu un kaulu kopums. Kaulu komponentu veido kakla un muguras mugurkaula, ribas un krūšu kaula. Diafragma ir vissvarīgākais elpošanas muskulis, kas atrodams mājas aizmugurē.

Ribās ir ievietoti papildu muskuļi, ko sauc par starpkultūru. Citi piedalās elpošanas mehānikā, piemēram, sternocleidomastoid un scalenes, kas nāk no galvas un kakla. Šie elementi tiek ievietoti krūšu kaulā un pirmajās ribās.

Kā tas darbojas?

Skābekļa uzņemšana ir būtiska šūnu elpošanas procesiem, kur šīs molekulas uzņemšana ATP ražošanai notiek, sākot ar barības vielām, kas iegūtas barošanas procesā ar vielmaiņas procesiem..

Citiem vārdiem sakot, skābeklis kalpo molekulu oksidēšanai un sadedzināšanai. Viens no šī procesa atlikumiem ir oglekļa dioksīds, kas jāizslēdz no ķermeņa. Elpošana ietver šādus notikumus:

Ventilācija

Process sākas ar skābekļa uzņemšanu atmosfērā caur iedvesmas procesu. Gaiss iekļūst elpošanas sistēmā caur nāsīm, caur visu aprakstīto cauruļu komplektu uz plaušām.

Gaisa ieplūde - elpošana - parasti ir piespiedu process, bet tā var būt automātiski automātiska.

Smadzenēs smadzeņu neironi ir atbildīgi par normālu elpošanas regulēšanu. Tomēr ķermenis spēj regulēt elpošanu atkarībā no skābekļa prasībām.

Vidējais cilvēks, kas atpūsties, ieelpo vidēji sešus litrus gaisa minūtē, un šis skaitlis var palielināties līdz 75 litriem intensīvas treniņu laikā..

Gāzes apmaiņa

Skābeklis atmosfērā ir gāzu maisījums, kas sastāv no 71% slāpekļa, 20,9% skābekļa un nelielas daļas citu gāzu, piemēram, oglekļa dioksīda..

Kad gaiss iekļūst elpceļos, sastāvs nekavējoties mainās. Iedvesmošanas process piesātina gaisu ar ūdeni un, kad gaiss nonāk alveolos, tas sajaucas ar atlikušo gaisu no iepriekšējām inspirācijām. Šajā brīdī samazinās skābekļa daļējais spiediens un palielinās oglekļa dioksīda spiediens.

Elpošanas audos gāzes pārvietojas pēc koncentrāciju gradientiem. Tā kā skābekļa daļējais spiediens ir lielāks alveolos (100 mm Hg) nekā plaušu kapilāru asinīs (40 mm Hg), skābekļa caurplūdums caur difūzijas procesu nonāk kapilāros..

Līdzīgi arī oglekļa dioksīda koncentrācija plaušu kapilāros (46 mm Hg) ir lielāka nekā alveolos (40 mm Hg), tāpēc oglekļa dioksīds izkliedējas pretējā virzienā: no asins kapilāriem līdz alveoliem. plaušas.

Gāzes transportēšana

Ūdenī skābekļa šķīdība ir tik zema, ka ir jābūt transportlīdzekļiem, kas atbilstu vielmaiņas prasībām. Dažos mazos bezmugurkaulos šķidrumos izšķīdušā skābekļa daudzums ir pietiekams, lai apmierinātu indivīda prasības.

Tomēr cilvēkos, kas tiek transportēti šādā veidā, tiktu sasniegts tikai 1% prasību.

Šī iemesla dēļ skābekli - un ievērojamu daudzumu oglekļa dioksīda - transportē ar pigmentiem asinīs. Visiem mugurkaulniekiem šie pigmenti ir tikai sarkanās asins šūnas.

Dzīvnieku valstībā visizplatītākais pigments ir hemoglobīns - olbaltumvielu molekula, kas satur dzelzi tās struktūrā. Katra molekula sastāv no 5% hēmas, kas atbild par asins sarkano krāsu un atgriezenisko saistīšanos ar skābekli, un 95% globīnu..

Skābekļa daudzums, kas var saistīties ar hemoglobīnu, ir atkarīgs no daudziem faktoriem, ieskaitot skābekļa koncentrāciju: ja tas ir augsts, tāpat kā kapilāros, hemoglobīns saistās ar skābekli; Kad koncentrācija ir zema, proteīns izplūst skābekli.

Citi elpceļu pigmenti

Kaut arī hemoglobīns ir elpceļu pigments, kas atrodas visās mugurkaulniekiem un dažos bezmugurkaulniekos, tas nav vienīgais.

Dažos vēžveidīgo dekododos, vēžveidīgo galvkājos un gliemjos ir zils pigments, ko sauc par hemocianīnu. Dzelzs vietā šai molekulai ir divi vara atomi.

Četros poliaketiķu ģimenēs ir hlorokruorīna pigments, proteīns, kura struktūra ir gluda un zaļa. Tas ir līdzīgs hemoglobīnam struktūras un funkcionēšanas ziņā, lai gan tas neaprobežojas ar šūnu struktūru un ir brīvs plazmā..

Visbeidzot, ir pigments, kura skābekļa slodzes jauda ir daudz zemāka par hemoglobīna līmeni, ko sauc par hemeritrīnu. Tas ir sarkans un ir sastopams vairākās jūras bezmugurkaulnieku grupās.

Biežas slimības

Astma

Tā ir patoloģija, kas ietekmē elpošanas ceļu, izraisot tās pietūkumu. Astmas lēkmes gadījumā iekaisuši muskuļi, kas ieskauj elpceļus, un gaisa daudzums, kas var iekļūt sistēmā, krasi samazinās.

Uzbrukumu var izraisīt virkne vielu, ko sauc par alergēniem, tostarp mājdzīvnieku kažokādas, ērces, aukstā klimatā, pārtikas produktos esošās ķimikālijas, pelējums, ziedputekšņi..

Plaušu tūska

Plaušu tūska sastāv no šķidruma uzkrāšanās plaušās, kas kavē indivīda elpošanas spēju. Cēloņi parasti ir saistīti ar sastrēguma sirds mazspēju, kur sirds nespiež pietiekami daudz asins.

Palielināts spiediens asinsvados nospiež šķidrumu plaušās esošajās gaisa telpās, tādējādi samazinot normālu skābekļa kustību plaušās..

Citi plaušu tūskas cēloņi ir nieru mazspēja, šauru artēriju klātbūtne, kas ved asinis uz nierēm, miokardīts, aritmija, pārmērīga fiziskā aktivitāte lokalizācijā, dažu zāļu lietošana..

Visbiežāk sastopamie simptomi ir apgrūtināta elpošana, elpas trūkums, putu vai asinsriti un paaugstināts sirdsdarbības ātrums.

Pneimonija

Pneimonijas ir plaušu infekcijas, un tās var izraisīt dažādi mikroorganismi, tostarp tādas baktērijas kā Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae un Chlamydias pneumoniae, piemēram, vīruss vai sēnītes Pneumocystis jiroveci.

Tas parādās kā alveolāro telpu iekaisums. Tā ir ļoti lipīga slimība, jo cēloņus var izplatīt pa gaisu un ātri izplatīties, šķaudot un klepus..

Cilvēki, kas ir jutīgākie pret šo patoloģiju, ir personas, kas vecākas par 65 gadiem, un ar veselības problēmām. Simptomi ir drudzis, drebuļi, klepus ar flegmu, elpas trūkums, elpas trūkums un sāpes krūtīs..

Vairumā gadījumu nav nepieciešama hospitalizācija, un slimību var ārstēt ar antibiotikām (ja bakteriāla pneimonija) lieto perorāli, atpūsties un šķidruma uzņemšana..

Bronhīts

Bronhīts ir kā kanālu iekaisuma process, kas izraisa skābekli plaušās, ko izraisa infekcija vai citu iemeslu dēļ. Šī slimība ir klasificēta kā akūta un hroniska.

Starp simptomiem ir vispārējs nespēks, klepus ar gļotām, apgrūtināta elpošana un krūškurvja spiediens.

Lai ārstētu bronhītu, ieteicams lietot aspirīnu vai acetaminofēnu, lai samazinātu drudzi, uzņemtu ievērojamu daudzumu šķidruma un atpūtas. Ja to izraisa bakteriāls līdzeklis, tiek lietotas antibiotikas.

Atsauces

  1. Franču, K., Randall, D. un Burggren, W. (1998). Eckert. Dzīvnieku fizioloģija: mehānismi un adaptācijas. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A. J. (2005). Personīgā apmācība: pamati, pamati un pielietojumi. INDE.
  3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larsons, A., Obers, W.C. & Garrison, C. (2001). Integrēti zooloģijas principi (15. sējums). Ņujorka: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Valodas, redzes un dzirdes orgānu anatomija. Ed. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C. H. (1986). Medicīniskās prakses fizioloģiskie pamati. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Fiziskās aktivitātes un sporta fizioloģijas pamati. Ed. Panamericana Medical.