DÝCHACÍ SYSTÉM: FUNKCE, ČÁSTI, FUNKCE - BIOLOGIE

Respirační systém nebo respirační systém obsahuje řadu specializovaných orgánů, které zprostředkovávají výměnu plynů, který zahrnuje zavádění kyslíku a odstranění oxidu uhličitého.

Existuje řada kroků, které umožňují přívod kyslíku do buňky a eliminaci oxidu uhličitého, včetně výměny vzduchu mezi atmosférou a plicemi (ventilace), následované difúzí a výměnou plynů na povrchu plic., transport kyslíku a výměna plynu na buněčné úrovni.

LadyofHats, Jmarchn, prostřednictvím Wikimedia Commons

Je to rozmanitý systém v říši zvířat, složený z různých struktur v závislosti na studijní linii. Například ryby mají funkční struktury ve vodním prostředí, jako jsou žábry, savci mají plíce a většina bezobratlých má průdušnice.

Jednobuněčná zvířata, jako prvoky, nevyžadují zvláštní struktury pro dýchání a k výměně plynu dochází jednoduchou difúzí.

U lidí je systém tvořen nosními průchody, hltanem, hrtanem, průdušnicí a plícemi. Ty se postupně rozvětvují na průdušky, průdušnice a alveoly. V alveolech dochází k pasivní výměně molekul kyslíku a oxidu uhličitého.

Definice dýchání

Termín „dýchání“ lze definovat dvěma způsoby. Hovorovým způsobem, když používáme slovo dýchat, popisujeme působení kyslíku a odstraňování oxidu uhličitého do vnějšího prostředí.

Koncept dýchání však zahrnuje širší proces než jednoduchý vstup a výstup vzduchu do klece na žebro. Všechny mechanismy spojené s využíváním kyslíku, transportem krve a produkcí oxidu uhličitého se vyskytují na buněčné úrovni.

Druhý způsob, jak definovat slovo dýchání, je na buněčné úrovni a tento proces se nazývá buněčné dýchání, kde dochází k reakci kyslíku s anorganickými molekulami, které produkují energii ve formě ATP (adenosintrifosfát), vody a oxidu uhličitého.

Přesnějším způsobem, jak odkazovat na proces nasávání a vytlačování vzduchu prostřednictvím hrudních pohybů, je proto termín „ventilace“.

Funkce

Hlavní funkcí dýchacího systému je organizovat procesy absorpce kyslíku z vnějšku prostřednictvím ventilačních a buněčných dýchacích mechanismů. Jedním z odpadů z procesu je oxid uhličitý, který proniká do krevního řečiště, prochází do plic a je z těla odváděn do atmosféry.

Respirační systém je zodpovědný za zprostředkování všech těchto funkcí. Konkrétně je zodpovědný za filtrování a zvlhčování vzduchu, který vstoupí do těla, kromě filtrování nežádoucích molekul.

Je také zodpovědný za regulaci pH tělních tekutin - nepřímo - řízení koncentrace CO ₂, a to buď udržováním, nebo eliminací. Na druhé straně se podílí na regulaci teploty, sekreci hormonů v plicích a pomáhá čichovému systému při detekci pachů.

Kromě toho každý prvek systému plní specifickou funkci: nosní dírky zahřívají vzduch a poskytují ochranu před bakteriemi, hltan, hrtan a průdušnice zprostředkují průchod vzduchu.

Kromě toho se hltan podílí na průchodu potravy a hrtanu v procesu phonace. Nakonec v alveolech dochází k procesu výměny plynu.

Dýchací orgány v říši zvířat

U malých zvířat, menších než 1 mm, může dojít k výměně plynu kůží. Ve skutečnosti některé linie zvířat, jako jsou prvoky, houby, cnidariani a někteří červi, provádějí proces výměny plynu pomocí jednoduché difúze.

U větších zvířat, jako jsou ryby a obojživelníci, je také přítomno dýchání kůže, aby se doplnilo dýchání prováděné žábry nebo plícemi.

Například žáby mohou provádět celý proces výměny plynu kůží ve stadiu hibernace, protože jsou zcela ponořeny v rybnících. U mloků jsou exempláře, které zcela postrádají plíce a dýchají kůží.

Se vzrůstající složitostí zvířat je však nezbytná přítomnost specializovaných orgánů pro výměnu plynu, aby byly splněny vysoké energetické požadavky mnohobuněčných zvířat.

Anatomie orgánů, které zprostředkovávají výměnu plynu v různých skupinách zvířat, bude podrobně popsána níže:

Tracheas

Autor: BruceBlaus. Při použití tohoto obrázku v externích zdrojích lze citovat: Blausen.com staff (2014). "Lékařská galerie Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10,15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436., z Wikimedia Commons

Hmyz a některé členovce mají velmi účinný a přímý dýchací systém. Skládá se ze systému trubek, které se nazývají průdušnice a které se rozprostírají po celém těle zvířete.

Tracheae se rozvětví do užších zkumavek (průměr přibližně 1 µm), které se nazývají trachealy. Jsou obsazeny tekutinou a končí v přímém spojení s buněčnými membránami.

Indolences (File: Throat Diagram.svg), prostřednictvím Wikimedia Commons

Vzduch vstupuje do systému prostřednictvím řady ventilových otvorů, zvaných foukací otvory. Ty mají schopnost se uzavřít v reakci na ztrátu vody, aby se zabránilo vysychání. Stejně tak má filtry, které zabraňují vstupu nežádoucích látek.

Některé druhy hmyzu, jako jsou včely, mohou provádět pohyby těla, které jsou zaměřeny na ventilaci průduškového systému.

Žábry

Žábry, také nazývané žábry, umožňují účinné dýchání ve vodním prostředí. U ostnokožců se skládají z prodloužení povrchu jejich těla, zatímco u mořských červů a obojživelníků jsou chomáčky nebo chomáčky.

Nejúčinnější jsou ryby a sestávají ze systému vnitřních žiabrů. Jsou to vláknité struktury s dostatečným přísunem krve, které jdou proti proudu vody. S tímto „protiproudým“ systémem lze zajistit maximální extrakci kyslíku z vody.

Větrání žiabrů je spojeno s pohybem zvířete a otevřením úst. V suchozemských prostředích ztrácí žábry plovoucí podporu vody, vysychají a vlákna se slévají, což vede ke zhroucení celého systému.

Z tohoto důvodu ryby uduší, když jsou mimo vodu, i když kolem nich mají velké množství kyslíku.

Plíce

Plíce obratlovců jsou vnitřní dutiny, opatřené hojnými cévami, jejichž funkcí je zprostředkování výměny plynu s krví. U některých bezobratlých hovoříme o „plicích“, ačkoli tyto struktury nejsou navzájem homologní a jsou mnohem méně účinné.

U obojživelníků jsou plíce velmi jednoduché, podobné pytli, který je v některých žabách rozdělen. Plocha, která je k dispozici pro výměnu, se zvětšuje v plicích ptáků jiných než ptáků, kteří jsou rozděleni do mnoha vzájemně propojených vaků.

V linii ptáků se účinnost plic zvyšuje díky přítomnosti vzduchových vaků, které slouží jako rezervní prostor pro vzduch ve ventilačním procesu.

Plíce dosáhnou své maximální složitosti u savců (viz další část). Plíce jsou bohaté na pojivovou tkáň a jsou obklopeny tenkou vrstvou epitelu zvanou viscerální pohrudnice, která pokračuje ve viscerální pohrudnici, zarovnána se stěnami hrudníku.

Obojživelníci používají kladný tlak pro vstup vzduchu do plic, zatímco neléčtí plazi, ptáci a savci používají podtlak, kde je vzduch tlačen do plic expanzí hrudní klece.

Části (orgány) dýchacího systému u lidí

U lidí a u ostatních savců je dýchací systém tvořen horní částí složenou z úst, nosní dutiny, hltanu a hrtanu; spodní část tvořená průdušnice a průdušek a část plicní tkáně.

Horní část nebo horní dýchací cesty

Nostrily jsou struktury, kterými vzduch vstupuje, po nich následuje nosní komora lemovaná epitelem, který vylučuje sliznice. Vnitřní nosní dírky se spojují s hltanem (což se běžně nazývá krk), kde dochází ke křížení dvou cest: zažívacího a dýchacího.

Vzduch vstupuje skrz otvor glottis, zatímco jídlo prochází jícnem.

Epiglottis se nachází na glottis, aby se zabránilo vniknutí potravy do dýchacích cest, čímž se stanovila hranice mezi orofaryngu - částí umístěnou za ústy - a laryngofaryngu - nejnižší částí -. Glottis se otevírá do hrtanu ("hlasová schránka") a to zase dává průchod průdušnici.

Dolní část nebo dolní dýchací trakt

Průdušnice je trubkovitá trubka o průměru 15-20 mm a délce 11 centimetrů. Její zeď je vyztužena chrupavkovou tkání, aby se zabránilo zhroucení struktury, díky tomu je to polopružná struktura.

Chrupavka je umístěna ve tvaru půlměsíce v 15 nebo 20 prstenech, to znamená, že zcela nezachytí průdušnici.

Klid se rozvětví na dvě průdušky, jednu pro každou plic. Vpravo je ve srovnání s doleva svislejší, stejně jako kratší a objemnější. Po této první divizi následují další členění v plicním parenchymu.

Struktura průdušek se podobá průdušnici v důsledku přítomnosti chrupavky, svalu a sliznice, i když chrupavkové destičky se zmenšují, dokud nezmizí, když průdušky dosáhnou průměru 1 mm.

Uvnitř nich se každý průdušek dělí na malé zkumavky zvané bronchioly, které vedou k alveolárnímu kanálu. Alveoly mají jednu velmi tenkou vrstvu buněk, která usnadňuje výměnu plynu s kapilárním systémem.

Plicní tkáň

Makroskopicky jsou plíce rozštěpeny na laloky. Pravá plíce se skládá ze tří laloků a levá má pouze dvě. Funkční jednotkou výměny plynu však nejsou plíce, ale alveolokapilární jednotka.

Alveoly jsou malé vaky ve tvaru hroznů hroznů, které jsou umístěny na konci průdušek a odpovídají nejmenšímu dělení dýchacích cest. Jsou pokryty dvěma typy buněk, I a II.

Alveoli

Buňky typu I jsou charakterizovány tím, že jsou tenké a umožňují difúzi plynů. Ty typu II jsou více než malé než předchozí skupina, méně tenké a jejich funkcí je vylučovat látku typu povrchově aktivní látky, která usnadňuje expanzi alveolu při ventilaci.

Buňky epitelu jsou rozptýleny s vlákny pojivové tkáně, takže plíce jsou elastické. Podobně existuje rozsáhlá síť plicních kapilár, kde dochází k výměně plynu.

Plíce jsou obklopeny zdí mezoteliální tkáně zvané pleura. Tato tkáň se obvykle nazývá virtuální prostor, protože neobsahuje vzduch uvnitř a obsahuje pouze tekutinu v malém množství.

3D obrázek průdušek průdušek průdušek součástí dýchacího systému.

Nevýhody plic

Nevýhodou plic je, že k výměně plynu dochází pouze v alveolech a alveolárním kanálu. Objem vzduchu, který dosáhne plic, ale je umístěn v oblasti, kde nedochází k výměně plynu, se nazývá mrtvý prostor.

Proto je ventilační proces u lidí vysoce neefektivní. Normální větrání může nahradit pouze jednu šestinu vzduchu v plicích. V případě nuceného dýchání je zachyceno 20-30% vzduchu.

hrudní koš

V hrudní kleci jsou uloženy plíce a je tvořena sadou svalů a kostí. Kostní složka se skládá z krční a hřbetní páteře, žebrové klece a hrudní kosti. Membrána je nejdůležitější dýchací sval, který se nachází v zadní části domu.

Do žeber se vkládají další svaly, které se nazývají intercostály. Jiní se účastní respirační mechaniky, jako je sternocleidomastoid a scalenes, které pocházejí z hlavy a krku. Tyto prvky se vkládají do hrudní kosti a do prvních žeber.

Jak to funguje?

Příjem kyslíku je životně důležitý pro procesy buněčného dýchání, kde k absorpci této molekuly dochází při produkci ATP na základě živin získaných při procesu krmení metabolickými procesy.

Jinými slovy, kyslík slouží k oxidaci (spálení) molekul a tím k produkci energie. Jedním ze zbytků tohoto procesu je oxid uhličitý, který musí být z těla vyloučen. Dýchání zahrnuje následující události:

Větrání

Proces začíná zachycením kyslíku v atmosféře prostřednictvím inspirace. Vzduch vstupuje do dýchacího systému nosními dírkami a prochází celou popsanou sadou zkumavek, dokud nedosáhne plic.

Přijetí vzduchu - dýchání - je obvykle nedobrovolný proces, ale může jít z automatického na dobrovolné.

V mozku jsou neurony v míše zodpovědné za normální regulaci dýchání. Tělo je však schopné regulovat dýchání v závislosti na požadavcích na kyslík.

Průměrný člověk v klidovém stavu dýchá každou minutu průměrně 6 litrů vzduchu a toto číslo se může během období intenzivního cvičení zvýšit na 75 litrů.

Výměna plynu

Kyslík v atmosféře je směsí plynů složených ze 71% dusíku, 20,9% kyslíku a malé frakce jiných plynů, jako je oxid uhličitý.

Když vzduch vstoupí do dýchacích cest, složení se okamžitě změní. Proces inspirace saturuje vzduch vodou a když vzduch dosáhne alveolů, smíchá se zbytkovým vzduchem z předchozích inspirací. V tomto okamžiku se parciální tlak kyslíku snižuje a zvyšuje se tlak oxidu uhličitého.

V respiračních tkáních se plyny pohybují podle koncentračních gradientů. Protože parciální tlaky kyslíku jsou vyšší v alveolech (100 mm Hg) než v krvi plicních kapilár, kyslík (40 mm Hg) přechází do kapilár difuzním procesem.

Podobně je koncentrace oxidu uhličitého vyšší v plicních kapilárách (46 mm Hg) než v alveolech (40 mm Hg), proto se oxid uhličitý rozptyluje v opačném směru: z krevních kapilár do alveol v plíce.

Od Fluid-filled_alveolus2_ja.svg: user: delldot (modifikováno Hatsukari715) odvozené práce: OSH FPaD (Fluid-filled_alveolus2_ja.svg), přes Wikimedia Commons

Přeprava plynu

Ve vodě je rozpustnost kyslíku tak nízká, že musí existovat dopravní prostředek, který splňuje metabolické požadavky. U některých malých bezobratlých je množství kyslíku rozpuštěného v jejich tekutinách dostatečné k uspokojení požadavků jednotlivce.

U lidí by však kyslík transportovaný tímto způsobem stačil na to, aby splnil 1% požadavků.

Z tohoto důvodu je kyslík - a značné množství oxidu uhličitého - přenášen pigmenty v krvi. Ve všech obratlovcích jsou tyto pigmenty omezeny na červené krvinky.

V živočišné říši je nejběžnějším pigmentem hemoglobin, proteinová molekula, která ve své struktuře obsahuje železo. Každá molekula se skládá z 5% hemu, zodpovědného za červenou barvu krve a reverzibilní vazbu s kyslíkem a 95% globinu.

Množství kyslíku, které se může vázat na hemoglobin, závisí na mnoha faktorech, včetně koncentrace kyslíku: když je vysoká, jako v kapilárách, hemoglobin se váže na kyslík; když je koncentrace nízká, protein uvolňuje kyslík.

Ostatní respirační pigmenty

Přestože hemoglobin je respirační pigment přítomný ve všech obratlovcích a některých bezobratlých, není jediným.

U některých bezobratlých korýšů, korýšů hlavonožců a měkkýšů je modrý pigment zvaný hemocyanin. Místo železa má tato molekula dva atomy mědi.

Ve čtyřech rodinách polychaetů je pigment chlorocruorin, protein, který má ve své struktuře železo a je zelené barvy. Je podobný hemoglobinu ve struktuře a funkci, i když není omezen na žádnou buněčnou strukturu a je v plazmě volný.

Konečně je zde pigment s nosností kyslíku mnohem nižší než u hemoglobinu zvaného hemeritrin. Má červenou barvu a je přítomen v různých skupinách mořských bezobratlých.

Časté nemoci

Astma

Je to patologie, která ovlivňuje dýchací cesty a způsobuje její otok. Při astmatickém záchvatu se svaly kolem dýchacích cest zapálí a množství vzduchu, které může vstoupit do systému, se drasticky sníží.

Útok může být vyvolán řadou látek zvaných alergeny, mezi něž patří domácí mazlíček, roztoči, chladná podnebí, chemikálie v potravinách, plísních, pylu.

Plicní otok

Plicní edém spočívá v hromadění tekutin v plicích, což jednotlivci ztěžuje dýchání. Příčiny jsou obecně spojeny s městnavým srdečním selháním, kdy srdce pumpuje dostatek krve.

Zvýšený tlak v krevních cévách tlačí tekutinu do vzduchových prostorů uvnitř plic, čímž se snižuje normální pohyb kyslíku v plicích.

Dalšími příčinami plicního edému jsou selhání ledvin, přítomnost úzkých tepen, které přenášejí krev do ledvin, myokarditida, arytmie, nadměrně vysoká fyzická aktivita, užívání některých drog, mimo jiné.

Nejběžnějšími příznaky jsou dušnost, dušnost, plivání pěny nebo krve a zvýšená srdeční frekvence.

Zápal plic

Pneumonie jsou infekce plic a mohou být způsobeny celou řadou mikroorganismů, včetně bakterií, jako jsou Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae a Chlamydias pneumoniae, viry nebo houby, jako je Pneumocystis jiroveci.

Představuje to zánět alveolárních prostorů. Jedná se o vysoce nakažlivé onemocnění, protože původci se mohou šířit vzduchem a rychle se šířit kýcháním a kašlem.

Mezi osoby, které jsou na tuto patologii nejvíce náchylné, patří jedinci starší 65 let se zdravotními problémy. Mezi příznaky patří horečka, zimnice, vykašlávání hlenu, dušnost, dušnost a bolest na hrudi.

Většina případů nevyžaduje hospitalizaci a nemoc může být léčena antibiotiky (v případě bakteriální pneumonie) podávanými orálně, odpočinkem a pitnými tekutinami.

Bronchitida

Bronchitida se vyskytuje jako zánětlivý proces ve zkumavkách, které přenášejí kyslík do plic, způsobená infekcí nebo z jiných důvodů. Toto onemocnění je klasifikováno jako akutní a chronické.

Mezi příznaky patří všeobecná malátnost, vykašlávání hlenu, dušnost a tlak na hrudník.

K léčbě bronchitidy se doporučuje užívat aspirin nebo acetaminofen ke snížení horečky, pít velké množství tekutin a odpočívat. Pokud je to způsobeno bakteriální látkou, jsou přijímána antibiotika.

Reference

French, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Fyziologie zvířat: mechanismy a adaptace. Mc Graw-Hill Interamericana
Gutiérrez, AJ (2005). Osobní trénink: základy, základy a aplikace. INDE.
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie (roč. 15). New York: McGraw-Hill.
Smith-Ágreda, JM (2004). Anatomie řečových, zrakových a sluchových orgánů. Panamerican Medical Ed.
Taylor, NB, & Best, CH (1986). Fyziologický základ lékařské praxe. Pan American.
Vived, À. M. (2005). Základy fyziologie pohybové aktivity a sportu. Panamerican Medical Ed.

DÝCHACÍ SYSTÉM: FUNKCE, ČÁSTI, FUNKCE - BIOLOGIE - 2025