Το αναπνευστικό σύστημα είναι υπεύθυνο για την παροχή οξυγόνου στα κύτταρα του σώματος και την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα, ενός άχρηστου προϊόντος του κυτταρικού μεταβολισμού. Αποτελείται από ένα σύνολο οργάνων και δομών που συνεργάζονται για να πραγματοποιήσουν ανταλλαγή αερίων μεταξύ του ατμοσφαιρικού αέρα και του αίματος. Τα κύρια μέρη του αναπνευστικού συστήματος περιλαμβάνουν τους ανώτερους αεραγωγούς (μύτη, στόμα, φάρυγγα, λάρυγγα), τους κατώτερους αεραγωγούς (τραχεία, βρόγχοι, βρογχιόλια, κυψελίδες) και τους πνεύμονες. Η λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος ελέγχεται κυρίως από τον εγκέφαλο, ο οποίος ρυθμίζει τη συχνότητα και το βάθος της αναπνοής ανάλογα με τις ανάγκες του σώματος.
Λειτουργίες του αναπνευστικού συστήματος: πόσο σημαντικό είναι αυτό το μέρος του ανθρώπινου σώματος;
Το αναπνευστικό σύστημα είναι υπεύθυνο για τη διασφάλιση της εισόδου οξυγόνου στο σώμα και την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα. Αυτή η λειτουργία είναι απαραίτητη για την επιβίωση του οργανισμού, καθώς το οξυγόνο είναι απαραίτητο για την παραγωγή ενέργειας στα κύτταρα μέσω της κυτταρικής αναπνοής.
Επιπλέον, το αναπνευστικό σύστημα παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του pH του αίματος, συμβάλλοντας στη διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας του σώματος. Λειτουργεί επίσης ως αμυντικός μηχανισμός, φιλτράροντας και υγραίνοντας τον αέρα που εισέρχεται στους πνεύμονες, προστατεύοντάς τον από επιβλαβείς παράγοντες όπως η σκόνη, οι ιοί και τα βακτήρια.
Τα κύρια μέρη του αναπνευστικού συστήματος περιλαμβάνουν τους άνω αεραγωγούς (όπως η μύτη, το στόμα, ο φάρυγγας και ο λάρυγγας) και τους κάτω αεραγωγούς (όπως η τραχεία, οι βρόγχοι και οι πνεύμονες). Κάθε ένα από αυτά τα μέρη παίζει έναν συγκεκριμένο ρόλο στη διαδικασία της αναπνοής, διασφαλίζοντας την ανταλλαγή αερίων μεταξύ αέρα και αίματος.
Είναι απαραίτητο να διατηρείται ένα υγιές αναπνευστικό σύστημα μέσω συνηθειών όπως η τακτική άσκηση, η άφθονη κατανάλωση νερού και μια ισορροπημένη διατροφή. Η αποφυγή του καπνίσματος και της έκθεσης σε ρύπους είναι επίσης σημαντικά μέτρα για να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργία αυτού του ζωτικού συστήματος.
Λειτουργία των οργάνων του αναπνευστικού συστήματος: Κατανοήστε τον ρόλο κάθε μέρους του συστήματος.
Το αναπνευστικό σύστημα είναι υπεύθυνο για τη διασφάλιση της ανταλλαγής αερίων μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντος, επιτρέποντας την είσοδο οξυγόνου και την αποβολή διοξειδίου του άνθρακα. Για να πραγματοποιηθεί αποτελεσματικά αυτή η διαδικασία, το αναπνευστικό σύστημα αποτελείται από πολλά όργανα, καθένα από τα οποία έχει τη δική του συγκεκριμένη λειτουργία.
Os πνεύμονες είναι υπεύθυνα για την ανταλλαγή αερίων. Αποτελούνται από χιλιάδες μικρούς αερόσακους που ονομάζονται κυψελίδες, όπου το οξυγόνο περνάει στο αίμα και το διοξείδιο του άνθρακα αποβάλλεται. Οι πνεύμονες προστατεύονται από θώρακας, που αποτελείται από τα πλευρά και το διάφραγμα, τα οποία βοηθούν στην αναπνοή.
O μύτη και στόμα είναι υπεύθυνα για την είσοδο του αέρα στο αναπνευστικό σύστημα. Ο αέρας εισέρχεται μέσω της μύτης, όπου υγραίνεται, φιλτράρεται και θερμαίνεται πριν κατευθυνθεί στην τραχεία. τραχεία Είναι ένας σωλήνας που χωρίζεται σε δύο βρόγχους, οι οποίοι με τη σειρά τους διακλαδίζονται σε βρογχιόλια, μεταφέροντας αέρα στις κυψελίδες των πνευμόνων.
Εκτός από αυτές τις δομές, το αναπνευστικό σύστημα έχει τα ακόλουθα: παραρρινίων κόλπων, τα οποία βοηθούν στο φιλτράρισμα και την υγρασία του αέρα, και λάρυγγα, όπου βρίσκονται οι φωνητικές χορδές. Το φάρυγγα Είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά του αέρα και της τροφής στις αντίστοιχες διαδρομές τους, εμποδίζοντάς τα να αναμειχθούν.
Με λίγα λόγια, κάθε μέρος του αναπνευστικού συστήματος παίζει θεμελιώδη ρόλο στη διασφάλιση της οξυγόνωσης του σώματος και στην αποβολή των μεταβολικών αποβλήτων. Είναι σημαντικό να διατηρείται η υγεία αυτών των οργάνων μέσω μιας καλής διατροφής, σωματικής άσκησης και αποφυγής του καπνίσματος, ώστε να διασφαλίζεται η σωστή αναπνευστική λειτουργία.
Μάθετε για τις κύριες δομές του αναπνευστικού συστήματος και τη λειτουργία του στο ανθρώπινο σώμα.
Το αναπνευστικό σύστημα είναι υπεύθυνο για την εξασφάλιση της οξυγόνωσης του ανθρώπινου σώματος, την παροχή οξυγόνου στα κύτταρα και την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα που προκύπτει από τον κυτταρικό μεταβολισμό. Για να εκτελέσει αυτή τη σημαντική λειτουργία, το αναπνευστικό σύστημα αποτελείται από διάφορες δομές, καθεμία με τη δική της συγκεκριμένη λειτουργία.
Τα κύρια μέρη του αναπνευστικού συστήματος περιλαμβάνουν τους αεραγωγούς, όπως τα ρουθούνια, τον φάρυγγα, τον λάρυγγα, την τραχεία, τους βρόγχους και τους πνεύμονες. Κάθε μία από αυτές τις δομές παίζει θεμελιώδη ρόλο στη διαδικασία της αναπνοής, επιτρέποντας την είσοδο και έξοδο του αέρα και την ανταλλαγή αερίων στις πνευμονικές κυψελίδες.
Τα ρουθούνια, για παράδειγμα, είναι υπεύθυνα για το φιλτράρισμα, την υγρασία και τη θέρμανση του εισπνεόμενου αέρα, ενώ η τραχεία και οι βρόγχοι μεταφέρουν τον αέρα στους πνεύμονες. Οι πνεύμονες είναι τα όργανα που είναι υπεύθυνα για την ανταλλαγή αερίων, όπου απορροφάται το οξυγόνο και αποβάλλεται το διοξείδιο του άνθρακα.
Επιπλέον, το αναπνευστικό σύστημα αποτελείται επίσης από αναπνευστικούς μύες, όπως το διάφραγμα και τους μεσοπλεύριους μύες, οι οποίοι βοηθούν στη διαστολή και συστολή των πνευμόνων κατά την αναπνοή. Αυτοί οι μύες λειτουργούν σε συνδυασμό με τις δομές των αεραγωγών για να εξασφαλίσουν αποτελεσματική αναπνοή.
Συνεπώς, η διατήρηση ενός υγιούς αναπνευστικού συστήματος είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση της σωστής λειτουργίας του οργανισμού στο σύνολό του. Η άσκηση, η αποφυγή του καπνίσματος και η διατήρηση μιας ισορροπημένης διατροφής είναι συνήθειες που συμβάλλουν στην αναπνευστική και συνολική υγεία ενός ατόμου.
Δομές του αναπνευστικού συστήματος: μάθετε για τα στοιχεία που το αποτελούν.
Το αναπνευστικό σύστημα είναι υπεύθυνο για τη διασφάλιση της εισόδου οξυγόνου στο σώμα και την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα. Για να εκτελεστεί αποτελεσματικά αυτή η λειτουργία, το αναπνευστικό σύστημα αποτελείται από διάφορες δομές που συνεργάζονται.
Τα κύρια μέρη του αναπνευστικού συστήματος περιλαμβάνουν τους άνω αεραγωγούς (μύτη, στόμα, φάρυγγα και λάρυγγα) και τους κάτω αεραγωγούς (τραχεία, βρόγχους, βρογχιόλια και κυψελίδες). Επιπλέον, έχουμε τους πνεύμονες, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την ανταλλαγή αερίων μεταξύ του εισπνεόμενου αέρα και του αίματος.
Το αναπνευστικό σύστημα ξεκινά με τον αέρα που εισέρχεται από τη μύτη ή το στόμα. Στη συνέχεια, ο αέρας διέρχεται από τον φάρυγγα, τον λάρυγγα, την τραχεία και τους βρόγχους μέχρι να φτάσει στους πνεύμονες. Η ανταλλαγή αερίων λαμβάνει χώρα στις πνευμονικές κυψελίδες, όπου το οξυγόνο περνά στο αίμα και το διοξείδιο του άνθρακα αποβάλλεται.
Είναι απαραίτητο να διατηρείται ένα υγιές αναπνευστικό σύστημα, αποφεύγοντας παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία του, όπως το κάπνισμα και η ατμοσφαιρική ρύπανση. Επιπλέον, η τακτική άσκηση βοηθά στην ενδυνάμωση των αναπνευστικών μυών και στη βελτίωση της χωρητικότητας των πνευμόνων.
Με λίγα λόγια, οι δομές του αναπνευστικού συστήματος είναι απαραίτητες για την εξασφάλιση της οξυγόνωσης του σώματος και την αποβολή των μεταβολικών αποβλήτων. Η κατανόηση αυτών των στοιχείων και η φροντίδα της αναπνευστικής υγείας είναι ζωτικής σημασίας για μια πλήρη και υγιή ζωή.
Αναπνευστικό σύστημα: λειτουργίες, μέρη, λειτουργία
O αναπνευστικό σύστημα ή συσκευή αναπνευστικός Αποτελείται από μια σειρά εξειδικευμένων οργάνων που μεσολαβούν στην ανταλλαγή αερίων, η οποία περιλαμβάνει την πρόσληψη οξυγόνου και την αποβολή διοξειδίου του άνθρακα.
Υπάρχει μια σειρά από βήματα που επιτρέπουν την είσοδο οξυγόνου στο κύτταρο και την απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα, συμπεριλαμβανομένης της ανταλλαγής αέρα μεταξύ της ατμόσφαιρας και των πνευμόνων (αερισμός), ακολουθούμενη από διάχυση και ανταλλαγή αερίων στην επιφάνεια του πνεύμονα, μεταφορά οξυγόνου και ανταλλαγή αερίων σε κυτταρικό επίπεδο.
Πρόκειται για ένα ποικίλο σύστημα στο ζωικό βασίλειο, που αποτελείται από διάφορες δομές, ανάλογα με την καταγωγή της μελέτης. Για παράδειγμα, τα ψάρια έχουν λειτουργικές δομές σε ένα υδάτινο περιβάλλον, όπως βράγχια, τα θηλαστικά έχουν πνεύμονες και τα περισσότερα ασπόνδυλα έχουν τραχεία.
Τα μονοκύτταρα ζώα, όπως τα πρωτόζωα, δεν απαιτούν ειδικές δομές για την αναπνοή και η ανταλλαγή αερίων γίνεται με απλή διάχυση.
Στους ανθρώπους, το σύστημα αποτελείται από τα ρουθούνια, τον φάρυγγα, τον λάρυγγα, την τραχεία και τους πνεύμονες. Οι τελευταίοι διακλαδίζονται διαδοχικά σε βρόγχους, βρογχιόλια και κυψελίδες. Στις κυψελίδες, λαμβάνει χώρα παθητική ανταλλαγή μορίων οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα.
Ορισμός της αναπνοής
Ο όρος «αναπνοή» μπορεί να οριστεί με δύο τρόπους. Στην καθομιλουμένη, όταν χρησιμοποιούμε τη λέξη «αναπνέω», περιγράφουμε τη δράση της πρόσληψης οξυγόνου και της απομάκρυνσης διοξειδίου του άνθρακα από το εξωτερικό περιβάλλον.
Ωστόσο, η έννοια της αναπνοής περιλαμβάνει μια ευρύτερη διαδικασία από την απλή κίνηση του αέρα μέσα και έξω από το θώρακα. Όλοι οι μηχανισμοί που εμπλέκονται στην αξιοποίηση του οξυγόνου, τη μεταφορά του αίματος και την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα συμβαίνουν σε κυτταρικό επίπεδο.
Ένας δεύτερος τρόπος για να ορίσουμε τη λέξη αναπνοή είναι σε κυτταρικό επίπεδο και αυτή η διαδικασία ονομάζεται κυτταρική αναπνοή, όπου η αντίδραση του οξυγόνου με ανόργανα μόρια που παράγουν ενέργεια με τη μορφή ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), νερού και διοξειδίου του άνθρακα.
Επομένως, ένας πιο ακριβής τρόπος για να αναφερθούμε στη διαδικασία εισπνοής και αποβολής αέρα μέσω των κινήσεων του θώρακα είναι ο όρος «αερισμός».
Λειτουργίες
Η κύρια λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος είναι η ενορχήστρωση των διαδικασιών πρόσληψης οξυγόνου από το εξωτερικό περιβάλλον μέσω του αερισμού και της κυτταρικής αναπνοής. Ένα από τα απόβλητα αυτής της διαδικασίας είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος, περνά στους πνεύμονες και απομακρύνεται από το σώμα στην ατμόσφαιρα.
Το αναπνευστικό σύστημα είναι υπεύθυνο για τη διαμεσολάβηση όλων αυτών των λειτουργιών. Συγκεκριμένα, είναι υπεύθυνο για το φιλτράρισμα και την υγρανση του αέρα που εισέρχεται στο σώμα, καθώς και για το φιλτράρισμα των ανεπιθύμητων μορίων.
Είναι επίσης υπεύθυνο για τη ρύθμιση του pH των σωματικών υγρών – έμμεσα – ελέγχοντας τη συγκέντρωση του CO2. 2 , κατακρατώντας ή εξαλείφοντάς το. Από την άλλη πλευρά, εμπλέκεται στη ρύθμιση της θερμοκρασίας, στην έκκριση ορμονών στους πνεύμονες και βοηθά το οσφρητικό σύστημα στην ανίχνευση οσμών.
Επιπλέον, κάθε στοιχείο του συστήματος είναι υπεύθυνο για μια συγκεκριμένη λειτουργία: τα ρουθούνια θερμαίνουν τον αέρα και τον προστατεύουν από μικρόβια, ενώ ο φάρυγγας, ο λάρυγγας και η τραχεία μεσολαβούν στη διέλευση του αέρα.
Επιπλέον, ο φάρυγγας εμπλέκεται στη διέλευση της τροφής και ο λάρυγγας στη διαδικασία της φώνησης. Τέλος, η διαδικασία της ανταλλαγής αερίων λαμβάνει χώρα στις κυψελίδες.
Αναπνευστικά όργανα στο ζωικό βασίλειο
Σε μικρά ζώα, μικρότερα από 1 mm, η ανταλλαγή αερίων μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω του δέρματος. Μάλιστα, ορισμένες γενεαλογικές γραμμές ζώων, όπως τα πρωτόζωα, τα σφουγγάρια, τα κνιδόζωα και ορισμένα σκουλήκια, πραγματοποιούν ανταλλαγή αερίων με απλή διάχυση.
Σε μεγαλύτερα ζώα, όπως τα ψάρια και τα αμφίβια, η δερματική αναπνοή υπάρχει επίσης για να συμπληρώσει την αναπνοή που πραγματοποιείται από τα βράγχια ή τους πνεύμονες.
Για παράδειγμα, οι βάτραχοι μπορούν να εκτελέσουν ολόκληρη τη διαδικασία ανταλλαγής αερίων μέσω του δέρματός τους κατά τη διάρκεια της χειμερίας νάρκης, καθώς είναι πλήρως βυθισμένοι σε λίμνες. Οι σαλαμάνδρες, από την άλλη πλευρά, δεν έχουν πνεύμονες και αναπνέουν μέσω του δέρματός τους.
Ωστόσο, με την αυξανόμενη πολυπλοκότητα των ζώων, η παρουσία εξειδικευμένων οργάνων είναι απαραίτητη για την ανταλλαγή αερίων και για την κάλυψη των υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων των πολυκύτταρων ζώων.
Η ανατομία των οργάνων που μεσολαβούν στην ανταλλαγή αερίων σε διαφορετικές ομάδες ζώων θα περιγραφεί λεπτομερώς παρακάτω:
Τραχείες
Τα έντομα και ορισμένα αρθρόποδα έχουν ένα πολύ αποτελεσματικό και άμεσο αναπνευστικό σύστημα. Αποτελείται από ένα σύστημα σωλήνων, που ονομάζονται τραχείες, οι οποίες εκτείνονται σε όλο το σώμα του ζώου.
Οι τραχειοειδείς αδένες διακλαδίζονται σε στενότερους σωλήνες (διαμέτρου περίπου 1 µm) που ονομάζονται τραχειόλες. Αυτές είναι γεμάτες με υγρό και καταλήγουν σε άμεση επαφή με τις κυτταρικές μεμβράνες.
Ο αέρας εισέρχεται στο σύστημα μέσω μιας σειράς ανοιγμάτων που μοιάζουν με βαλβίδες και ονομάζονται φυσητήρες. Αυτά μπορούν να κλείσουν ως απόκριση στην απώλεια νερού για να αποτραπεί η ξήρανση. Διαθέτουν επίσης φίλτρα για να αποτρέψουν την είσοδο ανεπιθύμητων ουσιών.
Ορισμένα έντομα, όπως οι μέλισσες, μπορούν να εκτελούν κινήσεις του σώματος που αποσκοπούν στον αερισμό του τραχειακού συστήματος.
Βράγχια
Τα βράγχια, που ονομάζονται επίσης βράγχια, επιτρέπουν την αποτελεσματική αναπνοή σε υδάτινα περιβάλλοντα. Στα εχινόδερμα, αποτελούν προέκταση της επιφάνειας του σώματος, ενώ στα θαλάσσια σκουλήκια και τα αμφίβια, είναι τούφες ή θύσανοι.
Τα πιο αποτελεσματικά είναι τα ψάρια, τα οποία έχουν ένα σύστημα εσωτερικών βράγχιων. Αυτά είναι νηματώδεις δομές με επαρκή παροχή αίματος που αντισταθμίζουν τη ροή του νερού. Αυτό το σύστημα «αντίρροπης ροής» εξασφαλίζει τη μέγιστη εξαγωγή οξυγόνου από το νερό.
Ο αερισμός των βραγχίων σχετίζεται με τις κινήσεις των ζώων και το άνοιγμα του στόματος. Σε χερσαία περιβάλλοντα, τα βράγχια χάνουν την πλευστότητά τους από το νερό, στεγνώνουν και τα νημάτια συσσωρεύονται, οδηγώντας στην κατάρρευση ολόκληρου του συστήματος.
Για αυτόν τον λόγο, τα ψάρια ασφυκτιούν όταν βρίσκονται εκτός νερού, ακόμα κι αν έχουν μεγάλες ποσότητες οξυγόνου γύρω τους.
Πνεύμονες
Οι πνεύμονες των σπονδυλωτών είναι εσωτερικές κοιλότητες, εξοπλισμένες με άφθονα αγγεία, των οποίων η λειτουργία είναι να μεσολαβούν στην ανταλλαγή αερίων με το αίμα. Σε ορισμένα ασπόνδυλα, αναφέρονται ως «πνεύμονες», αν και αυτές οι δομές δεν είναι ομόλογες μεταξύ τους και είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματικές.
Στα αμφίβια, οι πνεύμονες είναι πολύ απλοί, μοιάζοντας με σάκο που σε ορισμένους βατράχους υποδιαιρείται. Η διαθέσιμη επιφάνεια για ανταλλαγή αυξάνεται στους πνεύμονες των μη πτηνών ερπετών, οι οποίοι υποδιαιρούνται σε πολυάριθμους διασυνδεδεμένους σάκους.
Στη γενεαλογία των πτηνών, η αποτελεσματικότητα των πνευμόνων αυξάνεται από την παρουσία αερόσακων, οι οποίοι χρησιμεύουν ως εφεδρικός χώρος για τον αέρα κατά τη διαδικασία αερισμού.
Οι πνεύμονες φτάνουν στη μέγιστη πολυπλοκότητά τους στα θηλαστικά (βλ. επόμενη ενότητα). Οι πνεύμονες είναι πλούσιοι σε συνδετικό ιστό και περιβάλλονται από ένα λεπτό στρώμα επιθηλίου που ονομάζεται σπλαχνικός υπεζωκότας, το οποίο συνεχίζεται στον σπλαχνικό υπεζωκότα, επενδύοντας τα θωρακικά τοιχώματα.
Τα αμφίβια χρησιμοποιούν θετική πίεση για να εισάγουν αέρα στους πνεύμονες, ενώ τα ερπετά, τα πτηνά και τα θηλαστικά εκτός των πτηνών χρησιμοποιούν αρνητική πίεση, όπου ο αέρας ωθείται στους πνεύμονες από την διαστολή του θωρακικού κλωβού.
Μέρη (όργανα) του αναπνευστικού συστήματος στους ανθρώπους
Στους ανθρώπους, και σε άλλα θηλαστικά, το αναπνευστικό σύστημα αποτελείται από το άνω μέρος, που αποτελείται από το στόμα, τη ρινική κοιλότητα, τον φάρυγγα και τον λάρυγγα, το κάτω μέρος που αποτελείται από την τραχεία και τους βρόγχους και το τμήμα του πνευμονικού ιστού.
Άνω τμήμα ή ανώτερη αναπνευστική οδός
Τα ρουθούνια είναι οι δομές μέσω των οποίων εισέρχεται ο αέρας, ακολουθούμενες από έναν ρινικό θάλαμο επενδεδυμένο με επιθήλιο που εκκρίνει βλεννώδεις ουσίες. Τα εσωτερικά ρουθούνια συνδέονται με τον φάρυγγα (αυτό που συνήθως ονομάζουμε λαιμό), όπου τέμνονται δύο οδοί: η πεπτική και η αναπνευστική οδός.
Ο αέρας εισέρχεται από το άνοιγμα της γλωττίδας, ενώ η τροφή περνάει από τον οισοφάγο.
Η επιγλωττίδα βρίσκεται στη γλωττίδα, με σκοπό να εμποδίζει την είσοδο τροφής στην αναπνευστική οδό, δημιουργώντας ένα όριο μεταξύ του στοματοφάρυγγα - του τμήματος που βρίσκεται πίσω από το στόμα - και του λαρυγγοφάρυγγα - του κάτω τμήματος. Η γλωττίδα ανοίγει στον λάρυγγα («φωνητικό κουτί»), ο οποίος, με τη σειρά του, δίνει τη θέση του στην τραχεία.
Κάτω μέρος ή κάτω αεραγωγοί
Η τραχεία είναι ένας σωληνοειδής σωλήνας, διαμέτρου 15 έως 20 mm και μήκους 11 εκατοστών. Το τοίχωμά της είναι ενισχυμένο με χόνδρινο ιστό για την αποφυγή της κατάρρευσης, καθιστώντας την ημι-εύκαμπτη δομή.
Ο χόνδρος είναι διατεταγμένος σε σχήμα ημισελήνου σε 15 ή 20 δακτυλίους, δηλαδή δεν περιβάλλει πλήρως την τραχεία.
Η τραχεία διακλαδίζεται σε δύο βρόγχους, έναν για κάθε πνεύμονα. Οι δεξιοί βρόγχοι είναι πιο κάθετοι από τους αριστερούς, και είναι επίσης μικρότεροι και πιο ογκώδεις. Μετά από αυτήν την πρώτη διαίρεση, διαδοχικές υποδιαιρέσεις συνεχίζουν στο πνευμονικό παρέγχυμα.
Η δομή των βρόγχων μοιάζει με την τραχεία λόγω της παρουσίας χόνδρου, μυών και βλεννογόνου, αν και οι χόνδρινες πλάκες μειώνονται μέχρι να εξαφανιστούν, όταν οι βρόγχοι φτάσουν σε διάμετρο 1 mm.
Μέσα σε αυτά, κάθε βρόγχος διαιρείται σε μικρούς σωλήνες που ονομάζονται βρογχιόλια, τα οποία οδηγούν στον κυψελιδικό πόρο. Οι κυψελίδες έχουν ένα μόνο στρώμα πολύ λεπτών κυττάρων που διευκολύνει την ανταλλαγή αερίων με το τριχοειδές σύστημα.
Πνευμονικός ιστός
Μακροσκοπικά, οι πνεύμονες διαιρούνται σε λοβούς με ρωγμές. Ο δεξιός πνεύμονας έχει τρεις λοβούς, ενώ ο αριστερός μόνο δύο. Ωστόσο, η λειτουργική μονάδα ανταλλαγής αερίων δεν είναι οι πνεύμονες, αλλά η κυψελιδική-τριχοειδική μονάδα.
Οι κυψελίδες είναι μικροί, σάκοι που μοιάζουν με σταφύλια και βρίσκονται στα άκρα των βρογχιολίων και αποτελούν τη μικρότερη υποδιαίρεση των αεραγωγών. Είναι επενδεδυμένες με δύο τύπους κυττάρων: τύπου Ι και τύπου II.
Τα κύτταρα τύπου Ι χαρακτηρίζονται από τη λεπτότητά τους και επιτρέπουν τη διάχυση αερίων. Τα κύτταρα τύπου II είναι μικρότερα από την προηγούμενη ομάδα, λιγότερο λεπτά και η λειτουργία τους είναι να εκκρίνουν μια ουσία που μοιάζει με επιφανειοδραστική ουσία και διευκολύνει την κυψελιδική διαστολή κατά τον αερισμό.
Τα επιθηλιακά κύτταρα είναι διασκορπισμένα με ίνες συνδετικού ιστού, καθιστώντας τον πνεύμονα ελαστικό. Ομοίως, υπάρχει ένα εκτεταμένο δίκτυο πνευμονικών τριχοειδών αγγείων όπου λαμβάνει χώρα ανταλλαγή αερίων.
Οι πνεύμονες περιβάλλονται από ένα τοίχωμα μεσοθηλιακού ιστού που ονομάζεται υπεζωκότας. Αυτός ο ιστός συχνά αναφέρεται ως εικονικός χώρος επειδή δεν περιέχει αέρα και μόνο ελάχιστες ποσότητες υγρού.
Μειονεκτήματα των πνευμόνων
Ένα μειονέκτημα των πνευμόνων είναι ότι η ανταλλαγή αερίων λαμβάνει χώρα μόνο στις κυψελίδες και στον κυψελιδικό πόρο. Ο όγκος του αέρα που φτάνει στους πνεύμονες αλλά βρίσκεται σε μια περιοχή όπου δεν λαμβάνει χώρα ανταλλαγή αερίων ονομάζεται νεκρός χώρος.
Επομένως, η διαδικασία αερισμού του ανθρώπου είναι εξαιρετικά αναποτελεσματική. Ο κανονικός αερισμός μπορεί να αντικαταστήσει μόνο το ένα έκτο του αέρα στους πνεύμονες. Σε ένα περιστατικό αναγκαστικής αναπνοής, το 20 έως 30 τοις εκατό του αέρα παγιδεύεται.
θώρακας
Ο θώρακας φιλοξενεί τους πνεύμονες και αποτελείται από ένα σύνολο μυών και οστών. Το οστέινο στοιχείο σχηματίζεται από την αυχενική και ραχιαία μοίρα της σπονδυλικής στήλης, τα πλευρά και το στέρνο. Το διάφραγμα είναι ο σημαντικότερος αναπνευστικός μυς, που βρίσκεται στο κάτω μέρος της θωρακικής κοιλότητας.
Επιπλέον μύες, που ονομάζονται μεσοπλεύριοι, εισέρχονται στις πλευρές. Άλλοι, όπως ο στερνοκλειδομαστοειδής και οι σκαληνοί, που ξεκινούν από την κεφαλή και τον αυχένα, εμπλέκονται στην αναπνευστική μηχανική. Αυτοί οι μύες εισέρχονται στο στέρνο και στις πρώτες πλευρές.
Πώς λειτουργεί;
Η πρόσληψη οξυγόνου είναι ζωτικής σημασίας για τις διαδικασίες κυτταρικής αναπνοής, όπου η πρόσληψη αυτού του μορίου για την παραγωγή ATP συμβαίνει από θρεπτικά συστατικά που λαμβάνονται κατά τη διαδικασία σίτισης μέσω μεταβολικών διεργασιών.
Με άλλα λόγια, το οξυγόνο χρησιμεύει για την οξείδωση (καύση) των μορίων και έτσι την παραγωγή ενέργειας. Ένα από τα απόβλητα αυτής της διαδικασίας είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο πρέπει να αποβληθεί από το σώμα. Η αναπνοή περιλαμβάνει τα ακόλουθα γεγονότα:
Εξαερισμός
Η διαδικασία ξεκινά με την πρόσληψη οξυγόνου από την ατμόσφαιρα μέσω της εισπνοής. Ο αέρας εισέρχεται στο αναπνευστικό σύστημα μέσω των ρουθουνιών, περνώντας από ολόκληρο το σύνολο των σωλήνων που περιγράφηκαν παραπάνω, μέχρι να φτάσει στους πνεύμονες.
Η εισπνοή αέρα – η αναπνοή – είναι συνήθως μια ακούσια διαδικασία, αλλά μπορεί να αλλάξει από αυτόματη σε εκούσια.
Στον εγκέφαλο, οι νευρώνες του νωτιαίου μυελού είναι υπεύθυνοι για την κανονική ρύθμιση της αναπνοής. Ωστόσο, το σώμα είναι ικανό να ρυθμίζει την αναπνοή με βάση τις ανάγκες σε οξυγόνο.
Ένας μέσος άνθρωπος σε ηρεμία αναπνέει, κατά μέσο όρο, έξι λίτρα αέρα κάθε λεπτό και αυτός ο αριθμός μπορεί να αυξηθεί στα 75 λίτρα κατά τη διάρκεια περιόδων έντονης άσκησης.
Ανταλλαγή αερίων
Το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα είναι ένα μείγμα αερίων, που αποτελείται από 71% άζωτο, 20,9% οξυγόνο και ένα μικρό κλάσμα άλλων αερίων, όπως το διοξείδιο του άνθρακα.
Όταν ο αέρας εισέρχεται στην αναπνευστική οδό, η σύνθεσή του αλλάζει αμέσως. Η διαδικασία της εισπνοής κορένει τον αέρα με νερό και όταν ο αέρας φτάσει στις κυψελίδες, αναμειγνύεται με τον υπολειμματικό αέρα από προηγούμενες αναπνοές. Σε αυτό το σημείο, η μερική πίεση του οξυγόνου μειώνεται και η μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνεται.
Στους αναπνευστικούς ιστούς, τα αέρια κινούνται κατά μήκος βαθμίδων συγκέντρωσης. Επειδή οι μερικές πιέσεις του οξυγόνου είναι υψηλότερες στις κυψελίδες (100 mm Hg) από ό,τι στο πνευμονικό τριχοειδές αίμα (40 mm Hg), το οξυγόνο περνά στα τριχοειδή αγγεία μέσω μιας διαδικασίας διάχυσης.
Ομοίως, η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα είναι υψηλότερη στα πνευμονικά τριχοειδή αγγεία (46 mm Hg) από ό,τι στις κυψελίδες (40 mm Hg), γι' αυτό και το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται προς την αντίθετη κατεύθυνση: από τα τριχοειδή αγγεία του αίματος στις κυψελίδες των πνευμόνων.
Μεταφορά φυσικού αερίου
Στο νερό, η διαλυτότητα του οξυγόνου είναι τόσο χαμηλή που απαιτείται ένα μέσο μεταφοράς για την κάλυψη των μεταβολικών απαιτήσεων. Σε ορισμένα μικρά ασπόνδυλα, η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου στα υγρά τους είναι επαρκής για να καλύψει τις ανάγκες του ατόμου.
Ωστόσο, στους ανθρώπους, το οξυγόνο που μεταφέρεται με αυτόν τον τρόπο θα επαρκούσε μόνο για να καλύψει το 1% των απαιτήσεων.
Για αυτόν τον λόγο, το οξυγόνο—και μια σημαντική ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα—μεταφέρεται από χρωστικές ουσίες στο αίμα. Σε όλα τα σπονδυλωτά, αυτές οι χρωστικές ουσίες περιορίζονται στα ερυθρά αιμοσφαίρια.
Στο ζωικό βασίλειο, η πιο κοινή χρωστική ουσία είναι η αιμοσφαιρίνη, ένα πρωτεϊνικό μόριο που περιέχει σίδηρο στη δομή του. Κάθε μόριο αποτελείται από 5% αίμη, υπεύθυνη για το κόκκινο χρώμα του αίματος και την αναστρέψιμη σύνδεσή του με το οξυγόνο, και 95% σφαιρίνη.
Η ποσότητα οξυγόνου που μπορεί να συνδεθεί με την αιμοσφαιρίνη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της συγκέντρωσης οξυγόνου: όταν είναι υψηλή, όπως στα τριχοειδή αγγεία, η αιμοσφαιρίνη συνδέεται με το οξυγόνο· όταν η συγκέντρωση είναι χαμηλή, η πρωτεΐνη απελευθερώνει οξυγόνο.
Άλλες αναπνευστικές χρωστικές
Αν και η αιμοσφαιρίνη είναι η αναπνευστική χρωστική ουσία που υπάρχει σε όλα τα σπονδυλωτά και σε ορισμένα ασπόνδυλα, δεν είναι η μόνη.
Ορισμένα δεκάποδα καρκινοειδή, κεφαλόποδα και μαλάκια περιέχουν μια μπλε χρωστική ουσία που ονομάζεται αιμοκυανίνη. Αντί για σίδηρο, αυτό το μόριο περιέχει δύο άτομα χαλκού.
Τέσσερις οικογένειες πολυχαιτών περιέχουν τη χρωστική χλωροκρουορίνη, μια πράσινη πρωτεΐνη με σίδηρο στη δομή της. Είναι παρόμοια με την αιμοσφαιρίνη στη δομή και τη λειτουργία της, αν και δεν περιορίζεται σε κάποια κυτταρική δομή και βρίσκεται ελεύθερη στο πλάσμα.
Τέλος, υπάρχει μια χρωστική ουσία με πολύ χαμηλότερη ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου από την αιμοσφαιρίνη που ονομάζεται αμερυθρίνη. Είναι κόκκινη και υπάρχει σε διάφορες ομάδες θαλάσσιων ασπόνδυλων.
Κοινές ασθένειες
Asma
Είναι μια πάθηση που επηρεάζει την αναπνευστική οδό, προκαλώντας πρήξιμο. Κατά τη διάρκεια μιας κρίσης άσθματος, οι μύες που περιβάλλουν τους αεραγωγούς φλεγμονώνονται, μειώνοντας δραστικά την ποσότητα αέρα που μπορεί να εισέλθει στο σύστημα.
Η επίθεση μπορεί να προκληθεί από μια σειρά ουσιών που ονομάζονται αλλεργιογόνα, όπως γούνα ζώων, ακάρεα σκόνης, κρύο καιρό, χημικές ουσίες στα τρόφιμα, μούχλα, γύρη και άλλα.
Πνευμονικό οίδημα
Το πνευμονικό οίδημα είναι η συσσώρευση υγρού στους πνεύμονες, η οποία εμποδίζει την ικανότητα του ατόμου να αναπνεύσει. Οι αιτίες συνήθως σχετίζονται με συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια, όπου η καρδιά δεν μπορεί να αντλήσει αρκετό αίμα.
Η αυξημένη πίεση στα αιμοφόρα αγγεία ωθεί το υγρό στους αεραγωγούς εντός των πνευμόνων, μειώνοντας έτσι την κανονική κίνηση οξυγόνου στους πνεύμονες.
Άλλες αιτίες πνευμονικού οιδήματος είναι η νεφρική ανεπάρκεια, η παρουσία στενών αρτηριών που μεταφέρουν αίμα στα νεφρά, η μυοκαρδίτιδα, οι αρρυθμίες, η υπερβολικά υψηλή σωματική δραστηριότητα στην περιοχή, η χρήση ορισμένων φαρμάκων, μεταξύ άλλων.
Τα πιο συνηθισμένα συμπτώματα είναι η δύσπνοια, η δύσπνοια, ο βήχας με αφρό ή αίμα και ο αυξημένος καρδιακός ρυθμός.
Πνευμονία
Η πνευμονία είναι μια λοίμωξη των πνευμόνων και μπορεί να προκληθεί από μια ποικιλία μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων όπως Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae e Χλαμύδια πνευμονίας , ιούς ή μύκητες όπως Pneumocystis jiroveci .
Παρουσιάζεται ως φλεγμονή των κυψελιδικών χώρων. Είναι μια εξαιρετικά μεταδοτική ασθένεια επειδή οι αιτιολογικοί παράγοντες μπορούν να εξαπλωθούν μέσω του αέρα και να εξαπλωθούν γρήγορα με το φτέρνισμα και τον βήχα.
Τα άτομα που είναι πιο ευάλωτα σε αυτή την παθολογία περιλαμβάνουν άτομα άνω των 65 ετών και με προβλήματα υγείας. Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν πυρετό, ρίγη, βήχα με φλέγματα, δύσπνοια, δύσπνοια και πόνο στο στήθος.
Οι περισσότερες περιπτώσεις δεν απαιτούν νοσηλεία και η νόσος μπορεί να αντιμετωπιστεί με αντιβιοτικά (στην περίπτωση της βακτηριακής πνευμονίας) που χορηγούνται από το στόμα, με ανάπαυση και πρόσληψη υγρών.
Βρογχίτιδα
Η βρογχίτιδα εμφανίζεται ως φλεγμονώδης διαδικασία στους αγωγούς που μεταφέρουν οξυγόνο στους πνεύμονες, η οποία προκαλείται από λοίμωξη ή άλλες αιτίες. Αυτή η ασθένεια ταξινομείται ως οξεία ή χρόνια.
Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν γενική αδιαθεσία, βήχα με βλέννα, δύσπνοια και πίεση στο στήθος.
Για τη θεραπεία της βρογχίτιδας, συνιστάται η λήψη ασπιρίνης ή ακεταμινοφαίνης για τη μείωση του πυρετού, η κατανάλωση άφθονων υγρών και η ξεκούραση. Εάν η αιτία είναι βακτηριακή, συνταγογραφούνται αντιβιοτικά.
Αναφορές
- French, K., Randall, D. & Burggren, W. (1998). Φυσιολογία των Ζώων Eckert: Μηχανισμοί και Προσαρμογές. McGraw-Hill Interamerican
- Γκουτιέρεζ, Α. Τζ. (2005). Προσωπική εκπαίδευση: βάσεις, θεμελιώδη στοιχεία και εφαρμογές . ΙΝΔΙΑ
- Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Ολοκληρωμένες αρχές ζωολογίας (Τόμος 15). Νέα Υόρκη: McGraw-Hill.
- Smith-Ágreda, JM (2004). Ανατομία των οργάνων της γλώσσας, της όρασης και της ακοής Παναμερικανική Ιατρική Εκπαίδευση.
- Taylor, N. B., & Best, C. H. (1986). Φυσιολογικές βάσεις της ιατρικής πρακτικής Παναμερικανική
- Ζωντανά, Α. Μ. (2005). Βασικές αρχές της φυσιολογίας της σωματικής δραστηριότητας και του αθλητισμού Παναμερικανική Ιατρική Εκπαίδευση.