Åndedrætssystemfunktioner, dele, drift



den åndedrætssystem eller åndedrætsværn omfatter en række specialiserede organer til at mediere udvekslingen af ​​gasser, hvilket indebærer optagelse af ilt og eliminering af kuldioxid.

En række trin, der tillader ankomsten af ​​oxygen til cellen og fjernelse af kuldioxid, herunder luftudskiftning mellem atmosfæren og lungerne (ventilation), efterfulgt af diffusion og gasudveksling i lungeoverfladen , oxygentransport og gasudveksling på cellulær niveau.

Det er et varieret system i dyreriget, der består af forskellige strukturer afhængigt af studiestammen. F.eks. Har fisk funktionelle strukturer i vandmiljø såsom gylle, pattedyr har lunger og mest uvirvelbrede tracheae.

Enkeltceller, såsom protozoer, kræver ikke særlige strukturer for åndedræt og gasudveksling sker ved simpel diffusion.

Hos mennesker er systemet sammensat af nasalpharynx, svælg, strubehoved, luftrør og lunger. Sidstnævnte forgrenes successivt i bronchi, bronchioler og alveoler. Passiv udveksling af iltmolekyler og kuldioxid forekommer i alveolerne.

indeks

  • 1 Definition af vejrtrækning
  • 2 funktioner
  • 3 åndedrætsorganer i dyreriget
    • 3.1 Tracheer
    • 3,2 Gills
    • 3,3 lunger
  • 4 Åndedrætsorganets dele (organer) i mennesker
    • 4.1 Høj del eller øvre luftveje
    • 4.2 Lav del eller nedre luftveje
    • 4.3 Lungevæv
    • 4.4 Ulemper ved lungerne
    • 4.5 Thoracic box
  • 5 Hvordan det virker?
    • 5.1 Ventilation
    • 5.2 Gasudveksling
    • 5.3 Transport af gasser
    • 5.4 Andre åndedrætspigmenter
  • 6 Almindelige sygdomme
    • 6.1 astma
    • 6.2 lungeødem
    • 6.3 pneumoni
    • 6.4 Bronchitis
  • 7 referencer

Definition af vejrtrækning

Udtrykket "vejrtrækning" kan defineres på to måder. Når vi bruger ordet puster, beskriver vi i det hele taget virkningen af ​​at tage ilt og fjerne kuldioxid fra det ydre miljø.

Begrebet vejrtrækning omfatter imidlertid en bredere proces end blot at komme ind og ud i luften i ribbeholderen. Alle mekanismer involveret i brug af ilt, transport i blodet og produktion af carbondioxid forekommer på cellulærniveau.

En anden måde at definere ordet åndedræt er på celleniveau og denne proces kaldes cellulær respiration, hvor omsætningen af ​​oxygen forekommer med uorganiske molekyler, der producerer energi i form af ATP (adenosintriphosphat), vand og kuldioxid.

Derfor er en mere præcis måde at henvise til processen med at tage og udvise luften gennem thoracale bevægelser, udtrykket "ventilation".

funktioner

Åndedrætssystemets hovedfunktion er at orkestrere processerne for at tage ilt udefra ved hjælp af mekanismer for ventilation og cellulær respiration. Et af affaldet i processen er kuldioxid, der når blodbanen, passerer til lungerne og fjernes fra kroppen ind i atmosfæren..

Åndedrætssystemet er ansvarlig for at formidle alle disse funktioner. Det er specifikt ansvarligt for filtrering og befugtning af luften, der kommer ind i kroppen, ud over at filtrere uønskede molekyler.

Reguler også pH i legemsvæsker - indirekte - kontrol af koncentrationen af ​​CO2, enten beholde det eller eliminere det. På den anden side er det involveret i regulering af temperatur, sekretion af hormoner i lungen og hjælper det olfaktoriske system til påvisning af lugte.

Også hvert element i systemet er ansvarlig for en specifik funktion: næseborene varme luften og yde beskyttelse til bakterier, svælg, strube og luftrør mediere luftpassagen.

Hertil kommer, at svælget intervenerer i passagen af ​​mad og larynx i phonation processen. Endelig forekommer gasudvekslingsprocessen i alveolerne.

Respiratoriske organer i dyreriget

I små dyr, der er mindre end 1 mm, kan gasudveksling ske gennem huden. Faktisk udfører visse animalske linjer, såsom protozoer, svampe, cnidarians og nogle orme gasudvekslingsprocessen ved hjælp af simpel diffusion.

I større dyr, såsom fisk og amfibier, er der også huden åndedræt for at supplere den vejrtrækning, der udføres af gærene eller lungerne.

For eksempel kan frøer udføre hele processen med gasudveksling gennem huden i dvaletrinnene, da disse er helt nedsænket i damme. I tilfælde af salamanders er der eksempler, der helt mangler lunger og trækker vejret gennem huden.

Men med stigningen i dyrekompleksiteten er tilstedeværelsen af ​​specialiserede organer til udveksling af gasser og for at imødekomme de høje energibehov af multicellulære dyr nødvendigt.

Dernæst beskrives anatomien af ​​de organer, der formidler udvekslingen af ​​gasser i forskellige dyregrupper, detaljeret:

luftrør

Insekter og nogle leddyr har et meget effektivt og direkte åndedrætssystem. Den består af et rørsystem, kaldet tracheae, der strækker sig gennem dyrets krop.

Tracheaene grene i smalere rør (ca. 1 μm i diameter) kaldet tranchaelae. De er optaget af væske og slutter i direkte forbindelse med membranerne i cellerne.

Luften kommer ind i systemet gennem en række åbninger, der opfører sig som en ventil, kaldet spiracles. Disse har evnen til at lukke som reaktion på tabet af vand for at forhindre udtørring. Det har også filtre for at forhindre indtastning af uønskede stoffer.

Visse insekter, såsom bier, kan udføre kropsbevægelser, der sigter mod at ventilere trakealsystemet.

gæller

Galdene, der også kaldes gæller, tillader effektiv åndedræt i vandmiljøer. Hos gravide består de af en udvidelse af overfladen af ​​deres kroppe, mens de i marine orme og amfibier plummer eller tufter..

Den mest effektive er i fisken og består af et system af indre gæller. De er trådformede strukturer med en tilstrækkelig blodforsyning, der går imod strømmen af ​​vand. Med dette system "modstrøm" kan du sikre maksimal udtrækning af ilt fra vand.

Ventilationen af ​​gyllene er forbundet med dyrets bevægelser og åbningen af ​​munden. I terrestriske miljøer mister gylderne vandets flydende støtte, de tørrer op og filamenterne kommer sammen, hvilket fører til sammenbruddet af hele systemet.

Af denne grund stinker fisken, når de er ude af vandet, selvom de har store mængder ilt omkring dem.

lunger

Lungerne i hvirveldyrene er indre hulrum, forsynet med rigelige kar, hvis funktion er at mediere gasudvekslingen med blodet. I nogle hvirvelløse dyr taler vi om "lunger", selvom disse strukturer ikke er homologe til hinanden og er meget mindre effektive.

I amfibier er lungerne meget enkle, ligner en taske, der i nogle frøer er opdelt. Det område, der er tilgængeligt for udveksling, øges i lungerne af ikke-fuglearter, der er opdelt i adskillige sammenkoblede sacs..

I fuglenes afstamning øges lungens effektivitet takket være tilstedeværelsen af ​​luftsække, der tjener som luftrum i ventilationsprocessen.

Lungerne når deres maksimale kompleksitet hos pattedyr (se næste afsnit). Lungerne er rige på bindevæv og er omgivet af et tyndt lag af epitel, der kaldes den viscerale pleura, som fortsætter ind i det viscerale pleura, justeret med brystvæggene..

Padder anvender positivt tryk for indtrængen af ​​luft ind i lungerne, mens ikke-aviære krybdyr, fugle og pattedyr bruger undertrykket, hvor luften skubbes ind i lungerne ved udvidelsen af ​​brystkassen.

Dele (organer) i åndedrætssystemet hos mennesker

Hos mennesker og i resten af ​​pattedyr udgøres åndedrætssystemet af den høje del, der er sammensat med mund, næsehule, svælg og larynx; den nedre del af luftrøret og bronchi og delen af ​​lungevæv.

Høj del eller øvre luftveje

Næseborene er de strukturer, gennem hvilke luft kommer ind, disse følges af et næsekammer, der er dækket af et epitel, der udskiller slimede stoffer. De indre næseflader forbinder med svælget (hvad vi almindeligvis kalder halsen), hvor krydsningen af ​​to veje opstår: fordøjelseskanalen og åndedrætsorganerne.

Luft går igennem åbningen af ​​glottis, mens mad fortsætter sin vej ned i spiserøret.

Epiglottis er placeret over stemmebåndene, for at forhindre indtrængen af ​​mad i luftvejene, etablering af en grænse mellem oropharynx - del placeret bag munden - og hypopharynx - nederste ende -. Glottis åbner i strubehovedet ("voice box"), hvilket igen giver vej til luftrøret.

Lav del eller nedre luftveje

Trachea er en rørformet kanal med en diameter på 15 til 20 mm og 11 cm i længden. Dens væg er forstærket med bruskvæv, for at undgå sammenbruddet af strukturen, takket være det er en halv-fleksibel struktur.

Brusk er placeret i en halvmåneform i 15 eller 20 ringe, det vil sige, at den ikke helt omslutter luftrøret.

Tranchea grene i to bronchi, en til hver lunge. Retten er mere lodret sammenlignet med venstre, ud over at være kortere og mere voluminøse. Efter denne første division følger successive underopdelinger i lungeparenchymen.

Strukturen af ​​bronchierne ligner luftrøret ved tilstedeværelsen af ​​brusk, muskel og slimhinde, selvom de bruskagtige plader falder, indtil den forsvinder, når bronkier nå en diameter på 1 mm.

Indenfor dem fordeler hver bronchus i små rør kaldet bronchioles, som fører til alveolarkanalen. Alveolerne har et meget tyndt lag af celler, der letter udvekslingen af ​​gasser med kapillarsystemet.

Lungevæv

Makroskopisk er lungerne opdelt i lobes af sprækker. Den rigtige lunge består af tre lober, og venstre lunge har kun to. Den funktionelle enhed af gasudveksling er imidlertid ikke lungerne, men alveolokapillærenheden.

Alveolerne er små sacs med druer af druer, der er placeret i slutningen af ​​bronchioles og svarer til den mindste underopdeling af luftvejene. De er dækket af to typer celler, jeg og II.

Type I-celler karakteriseres ved at være tynde og tillade diffusion af gasser. De af type II er mere end små end den foregående gruppe, mindre tynde, og dets funktion er at udskille et stof af den overfladeaktive type, der letter udvidelsen af ​​alveolus i ventilation.

Epithelets celler er blandet med fibre af bindevæv, således at lungen er elastisk. Tilsvarende er der et omfattende netværk af lungekapillærer, hvor gasudveksling finder sted.

Lungerne er omgivet af en mur med mesothelvæv kaldet pleura. Dette væv kaldes normalt virtuelt rum, da det ikke indeholder luft inde og kun har en væske i små mængder.

Ulemper ved lungerne

En ulempe ved lungerne er, at udvekslingen af ​​gasser kun forekommer i alveol- og alveolarkanalerne. Den mængde luft, der når lungerne, men er placeret i et område, hvor gasudveksling ikke forekommer, kaldes dødrum.

Derfor er ventilationsprocessen hos mennesker ekstremt ineffektiv. Normal ventilation lykkes kun ved at erstatte en sjette af luften, der findes i lungerne. I en tvungen vejrtrækning er 20-30% af luften fanget.

Thoracic box

Ribbenet huser lungerne og består af et sæt muskler og knogler. Den benede komponent er dannet af cervicale og dorsale rygsøjler, ribbenburet og brystbenet. Membranen er den vigtigste respiratoriske muskel, der findes i bagsiden af ​​huset.

Der er yderligere muskler indsat i ribben, kaldet intercostals. Andre deltager i åndedrætsmekanik som sternocleidomastoid og scalenes, som kommer fra hoved og nakke. Disse elementer indsættes i brystbenet og i de første ribber.

Hvordan virker det?

Oxygenoptagelse er afgørende for processerne ved cellulær respiration, hvor optagelsen af ​​dette molekyle til produktion af ATP foregår ud fra næringsstoffer opnået ved fodring ved metaboliske processer.

Med andre ord tjener ilt til at oxidere (forbrænde) molekyler og derved producere energi. En af resterne i denne proces er kuldioxid, som skal udvises fra kroppen. Indånding indebærer følgende begivenheder:

ventilation

Processen begynder med optagelsen af ​​ilt i atmosfæren gennem inspirationsprocessen. Luften kommer ind i åndedrætssystemet gennem næseborene gennem hele det viste sæt af rør til lungerne.

Luftindtaget - vejrtrækning - er en normalt ufrivillig proces, men kan gå fra at være automatisk til frivillig.

I hjernen er murgens neuroner ansvarlige for den normale regulering af åndedræt. Men kroppen er i stand til at regulere vejrtrækning afhængigt af iltbehov.

En gennemsnitlig person i hvile respiderer i gennemsnit seks liter luft pr. Minut, og dette tal kan øge op til 75 liter i perioder med intens træning.

Gas udveksling

Oxygen i atmosfæren er en blanding af gasser, der består af 71% nitrogen, 20,9% oxygen og en lille del af andre gasser, såsom kuldioxid.

Når luft kommer ind i luftvejene, ændres sammensætningen straks. Inspirationsprocessen mætter luften med vand, og når luften når alveolerne blandes den med den resterende luft fra tidligere inspirationer. På dette tidspunkt falder partialtrykket af oxygen, og det for kuldioxid øges.

I luftveje bevæger gassen sig efter koncentrationernes hældninger. Som oxygenpartialtryk er større i alveolerne (100 mm Hg) i blod pulmonal kapillær (40 mm Hg) oxygen passerer ind i kapillarrøret ved en diffusionsproces.

Ligeledes er koncentrationen af ​​carbondioxid er højere i de pulmonale kapillærer (46 mm Hg) i alveolerne (40 mm Hg), så carbondioxid diffunderer i den modsatte retning, fra blodkapillærerne til alveolerne i lunger.

Transport af gasser

I vand er opløseligheden af ​​ilt så lav, at der skal være et transportmiddel til at opfylde de metaboliske krav. I nogle små hvirvelløse dyr er mængden af ​​ilt opløst i deres væsker tilstrækkelig til at imødekomme individets krav.

Men hos mennesker vil oxygen, der transporteres på denne måde, kun nå op til 1% af kravene.

Af denne grund transporteres ilt - og en betydelig mængde kuldioxid - af pigmenter i blodet. I alle hvirveldyr er disse pigmenter begrænset til røde blodlegemer.

I dyreriget er det mest almindelige pigment hæmoglobin, et molekyle af protein natur, der indeholder jern i sin struktur. Hvert molekyle består af 5% hæm, der er ansvarlig for blodets røde farve og reversibel binding med oxygen og 95% globin.

Den mængde ilt, der kan binde til hæmoglobin afhænger af mange faktorer, herunder oxygenkoncentrationen: når er høj, som i kapillærerne, hæmoglobin binder oxygen; Når koncentrationen er lav, frigiver proteinet oxygenet.

Andre åndedrætspigmenter

Selvom hæmoglobin er åndedrætspigmentet til stede i alle hvirveldyr og hos nogle hvirvelløse dyr, er det ikke den eneste.

I nogle krebsdyrsækker, krebsdyr og bløddyr er der et blåt pigment kaldet hæmocyanin. I stedet for jern har dette molekyle to kobberatomer.

I fire polychaete familier er der chlorocruorinpigmentet, et protein der har jern i sin struktur og er grønt. Det ligner hæmoglobin i form af struktur og funktion, selv om det ikke er begrænset til nogen cellulær struktur og er fri i plasma.

Endelig er der et pigment med en iltbelastningskapacitet meget lavere end for hæmoglobin kaldet hæmitrin. Det er rødt og er til stede i flere grupper af marine hvirvelløse dyr.

Fælles sygdomme

astma

Det er en patologi, der påvirker luftveje, der forårsager hævelse. I et astmaanfald bliver musklerne, der omgiver luftvejene, betændt, og mængden af ​​luft, der kan komme ind i systemet, reduceres drastisk.

Angrebet kan udløses af en række stoffer, som kaldes allergener, herunder pels kæledyr, mider, koldt vejr, kemikalier i fødevarer, mug, pollen osv.

Lungeødem

Et lungeødem består af ophobning af væske i lungerne, hvilket forhindrer individets åndedrætsevne. Årsagerne er normalt forbundet med kongestiv hjertesvigt, hvor hjertet ikke pumper nok blod.

Det øgede tryk i blodkarrene skubber væsken ind i luftrummet inde i lungerne, hvilket reducerer den normale bevægelse af ilt i lungerne..

Andre årsager til lungeødem er nyresvigt, tilstedeværelsen af ​​indsnævrede arterier, der tilfører blod til nyrerne, myocarditis, arytmi, fysisk aktivitet i for høj lokalitet, brug af visse lægemidler, etc..

De mest almindelige symptomer er vejrtrækningsbesvær, åndenød, svulmer i skum eller blod og øget hjertefrekvens.

lungebetændelser

Pneumonier er infektioner i lungerne og kan forårsages af en række mikroorganismer, herunder bakterier som f.eks Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae og Chlamydias pneumoniae, virus eller svampe som Pneumocystis jiroveci.

Det fremstår som en betændelse i de alveolære rum. Det er en meget smitsom sygdom, fordi de forårsagende midler kan formidles gennem luften og spredes hurtigt gennem nysen og hoste.

De mennesker, der er mest modtagelige for denne patologi, omfatter personer over 65 år og med helbredsmæssige problemer. Symptomer omfatter feber, kulderystelser, hoste med slim, åndenød, åndenød og brystsmerter.

De fleste tilfælde kræver ikke hospitalsindlæggelse, og sygdommen kan behandles med antibiotika (hvis bakteriel lungebetændelse) indgivet oralt, hvile og væskeindtag.

bronkitis

Bronkitis er til stede som en inflammatorisk proces af kanalerne, der bærer ilt i lungerne, forårsaget af en infektion eller af andre årsager. Denne sygdom er klassificeret som akut og kronisk.

Blandt symptomerne er generel utilpashed, hoste med slim, åndedrætsbesvær og brysttryk.

For at behandle bronkitis anbefales det at tage aspirin eller acetaminophen for at reducere feber, tage betydelige mængder væske og hvile. Hvis det er forårsaget af et bakteriemiddel, tages antibiotika.

referencer

  1. Fransk, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Dyrefysiologi: Mekanismer og tilpasninger. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A.J. (2005). Personlig træning: baser, grundlæggende og applikationer. INDE.
  3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerede principper for zoologi (Bind 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Anatomi af organs sprog, vision og hørelse. Ed. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C.H. (1986). Fysiologiske grundlag for medicinsk praksis. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Grundlag for fysiologi af fysisk aktivitet og sport. Ed. Panamericana Medical.