LÉGZŐRENDSZER: FUNKCIÓK, ALKATRÉSZEK, MŰKÖDÉS - BIOLÓGIA - 2025

A légzőrendszer vagy légzőrendszer speciális szervekből áll, amelyek közvetítik a gázcserét, amely magában foglalja az oxigén felvételét és a szén-dioxid eltávolítását.

Létezik egy sor olyan lépés, amely lehetővé teszi az oxigén bejutását a sejtbe és eltávolítja a szén-dioxidot, ideértve a légkör és a légkör és a tüdő közötti cseréjét (szellőztetés), amelyet a tüdő felületén történő diffúzió és gázcserék követnek, oxigénszállítás és gázcsere sejt szinten.

LadyofHats, Jmarchn, a Wikimedia Commons segítségével

Ez egy változatos rendszer az állatvilágban, különféle struktúrákból áll, a vizsgálati vonaltól függően. Például a halak funkcionális struktúrájúak egy vízi környezetben, például kopoltyúk, az emlősök tüdő, és a legtöbb gerinctelennek légcsője van.

Az egysejtű állatok, mint például a protozoák, nem igényelnek speciális szerkezetet a légzéshez, és a gázcsere egyszerű diffúzióval történik.

Az emberekben a rendszer az orrjáratból, a garatból, a gégből, a légcsőből és a tüdőből áll. Az utóbbi egymást követõen hörgõkre, hörgõkre és alveolusokra oszlik. Az alveolusokban passzív oxigén- és széndioxidmolekulák cseréje történik.

A légzés meghatározása

A "légzés" kifejezés kétféleképpen határozható meg. Ha a légzés szót használjuk, beszélgetés közben az oxigén felvételének és a szén-dioxidnak a külső környezetbe történő eltávolításának tevékenységét írjuk le.

A légzés fogalma azonban szélesebb folyamatot foglal magában, mint a levegő egyszerű belépése és kilépése a borda ketrecben. Az oxigén felhasználásával, a vér szállításával és a szén-dioxid előállításával kapcsolatos összes mechanizmus sejt szinten történik.

A légzés szó meghatározásának második módja a celluláris szint, és ezt a folyamatot celluláris légzésnek nevezzük, ahol az oxigén reakciója olyan szervetlen molekulákkal történik, amelyek energiát termelnek ATP (adenozin-trifoszfát), víz és szén-dioxid formájában.

Ezért a levegőnek a mellkasi mozgások révén történő be- és kilökődésének pontosabb módja a "szellőzés".

Jellemzők

A légzőrendszer fő funkciója az oxigénfelvétel folyamatainak rendezése kívülről szellőztetés és celluláris légzési mechanizmusok révén. A folyamat egyik hulladéka a szén-dioxid, amely eléri a véráramot, átjut a tüdőbe, és a testből a légkörbe kerül.

A légzőrendszer felelős ezen funkciók közvetítéséért. Pontosabban, a nem kívánt molekulák szűrésén túl a testbe belépő levegő szűréséért és párásításáért is felelős.

Az is szabályozásáért felelős a pH testnedvek - közvetett módon - koncentrációjának szabályozása a CO ₂, vagy meg kívánjuk tartani, vagy kiküszöböli azt. Másrészt részt vesz a hőmérséklet szabályozásában, a hormonok szekréciójában a tüdőben és segíti a szaglási rendszert a szagok felderítésében.

Ezenkívül a rendszer minden eleme elvégzi a meghatározott funkciót: az orrlyukak melegítik a levegőt és védelmet nyújtanak a baktériumok számára, a garat, a gége és a légcső közvetíti a levegő átjutását.

Ezenkívül a garat részt vesz az étel áthaladásában és a gég a fonációs folyamatban. Végül az alveolusokban megtörténik a gázcsere folyamata.

Légzőszervek az állatvilágban

Kisebb, 1 mm-nél kisebb állatoknál a bőrön át gázcserélés léphet fel. Valójában bizonyos állatfajok, mint például protozoák, szivacsok, cnidariák és egyes férgek, egyszerű diffúzió útján hajtják végre a gázcserét.

Nagyobb állatokban, például halakban és kétéltűekben a bőr légzés is előfordul, hogy kiegészítse a kopoltyúk vagy a tüdő által végzett légzést.

Például a békák a hipernációs szakaszokban a bőrön át a gázcserének a teljes folyamatát elvégezhetik, mivel teljesen tóba merülnek. A szalamandrák esetében vannak olyan példányok, amelyekben hiányzik a tüdő és lélegzik a bőrön keresztül.

Az állatok bonyolultságának növekedésével azonban a többsejtű állatok magas energiaigényének kielégítéséhez speciális gázcserére szolgáló szervek jelenléte szükséges.

A gázcserét közvetítő szervek anatómiáját a különböző állatcsoportokban az alábbiakban részletesebben ismertetjük:

légcsövét

Írta: BruceBlaus. Ha ezt a képet külső forrásokban használja, akkor a következőképpen idézhető: Blausen.com munkatársak (2014). "A Blausen Medical 2014 orvosi galéria". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436., a Wikimedia Commonsból

A rovarok és néhány ízeltlábúak nagyon hatékony és közvetlen légzőrendszerrel rendelkeznek. Ez egy csőrendszerből, úgynevezett légcsőből áll, amely az állat egész testében kiterjed.

A légcső keskenyebb csövekbe (körülbelül 1 μm átmérőjű) elágazik, amelyeket tracheáloknak hívnak. Folyadék foglalja el őket, és a sejtmembránokkal közvetlen kapcsolatban állnak.

Írta: Indolences (Fájl: Throat Diagram.svg), a Wikimedia Commonson keresztül

A levegő a szelepszerű nyílások, úgynevezett fúrólyukak sorozatán keresztül jut be a rendszerbe. Ezek képesek vízveszteségként bezáródni, hogy megakadályozzák a kiszáradást. Hasonlóképpen, rendelkezik szűrőkkel a nem kívánt anyagok bejutásának megakadályozására.

Bizonyos rovarok, például a méhek olyan testmozgásokat végezhetnek, amelyek célja a légcső rendszer szellőztetése.

kopoltyúk

A kopoltyúk, más néven kopoltyúk, lehetővé teszik a hatékony légzést a vízi környezetben. A tüskésbőrűek testük felületének meghosszabbításából állnak, míg a tengeri férgekben és kétéltűekben csomók vagy csomók.

A leghatékonyabbak a halakban, és belső kopoltyúrendszerből állnak. Rostos szerkezetek, megfelelő vérellátással, amely ellenáll a vízáramnak. Ezzel az "ellenáramú" rendszerrel biztosítható az oxigén maximális kivonása a vízből.

A kopoltyúk szellőztetése az állat mozgásával és a száj megnyitásával jár. Földi környezetben a kopoltyúk elveszítik a víz lebegő hordozót, kiszáradnak és a szálak összeolvadnak, ami az egész rendszer összeomlásához vezet.

Ezért a halak fulladnak a vízből, még akkor is, ha nagy mennyiségű oxigént tartalmaznak körülöttük.

Tüdő

A gerincesek tüdeje belső üregek, amelyek olyan bőséges erekkel vannak ellátva, amelyek funkciója a vér gázcseréje. Egyes gerinctelenekben "tüdőkről" beszélünk, bár ezek a struktúrák nem homológak egymással, és sokkal kevésbé hatékonyak.

Kétéltűekben a tüdő nagyon egyszerű, hasonló a zsákhoz, amely egyes békákban fel van osztva. A csere céljából rendelkezésre álló felület megnő a nem madár hüllők tüdejében, amelyeket számos összekapcsolt zsákra osztanak fel.

A madarak vonalában a tüdő hatékonysága növekszik, mivel légzsákok vannak jelen, amelyek a levegő számára tartalék helyként szolgálnak a szellőztetés során.

Az emlősökben a tüdő eléri a maximális bonyolultságát (lásd a következő részt). A tüdőben gazdag a kötőszövet, és vékony hámréteggel, az úgynevezett zsigeri pleurával körül van, amely a zsigeri pleuraban folytatódik, és a mellkas falához igazodik.

A kétéltűek pozitív nyomást használnak a tüdőbe történő belépéshez, míg a nem madár hüllők, madarak és emlősök negatív nyomást alkalmaznak, ahol a levegő a tüdőbe kerül a bordák ketrecének kibővítése révén.

Az emberek légzőrendszerének részei (szervei)

Az emberekben és az emlősök többi részében a légzőrendszer a felső részből áll, amely a szájból, az orrüregből, a garatból és a gégből áll; az alsó rész a légcsőből és a hörgőkből és a tüdőszövetből áll.

Felső rész vagy felső légutak

Az orrlyukak azok a szerkezetek, amelyekbe a levegő belép, ezeket egy orrkamra követi, amelyet epitélium vontat be, amely nyálkahártyákat választ ki. A belső orrlyukak kapcsolódnak a garathoz (amit általában toroknak nevezünk), ahol két út kereszteződése történik: az emésztés és a légzés.

A levegő a glottis nyílásán keresztül jut be, míg az étel a nyelőcsőn jut át.

Az epiglottis a glottison helyezkedik el, annak megakadályozása érdekében, hogy az élelmiszerek a légutakba kerüljenek, és így határokat hoznak létre az oropharynx - a száj mögött elhelyezkedő rész - és a gége-garat - legalacsonyabb szakasz - között. A glottis a gégbe nyílik ("hangdoboz"), ez viszont helyet ad a légcsőnek.

Alsó rész vagy alsó légutak

A légcső cső alakú, 15-20 mm átmérőjű és 11 centiméter hosszú cső alakú. Fala porcszövetekkel van megerősítve, hogy elkerüljük a szerkezet összeomlását, ennek köszönhetően egy félig rugalmas szerkezet.

A porc félhold alakban van elhelyezve 15 vagy 20 gyűrűben, vagyis nem teljesen veszi körül a légcsövet.

A tranquea két hörgõvé alakul, egy-egy tüdõnként. A jobb oldali függőleges a baloldalihoz képest, valamint rövidebb és tágabb. Az első megosztás után egymást követő felosztás következik be a tüdőparenchimában.

A hörgők szerkezete a porc, izom és nyálkahártya jelenléte miatt hasonlít a légcsőhöz, bár a porclapok mindaddig csökkennek, amíg el nem tűnnek, amikor a hörgők eléri az 1 mm átmérőt.

Benne mindegyik hörgők kis csövekké oszlanak, úgynevezett bronchióknak, amelyek az alveoláris csatornába vezetnek. Az alveolusokban egyetlen, nagyon vékony sejtréteg van, amely megkönnyíti a gázcserét a kapilláris rendszerrel.

Tüdőszövet

Makroszkopikusan a tüdeket hasadékkal osztják lebenyekre. A jobb tüdő három lebenyből áll, a bal csak kettőből. A gázcsere funkcionális egysége azonban nem a tüdő, hanem az alveolkapilláris egység.

Az alveolák olyan kis zsákok, amelyek szőlőfürtök alakjában vannak, amelyek a hörgők végén helyezkednek el, és amelyek a légutak legkisebb felosztásának felelnek meg. Két típusú sejt borítja őket, az I. és a II.

alveolusok

Az I. típusú sejtek vékonyak és lehetővé teszik a gázok diffúzióját. A II. Típusú anyagok több, mint kicsi, mint az előző csoport, kevésbé vékonyak és funkciójuk egy felületaktív anyag típusú anyag kiválasztása, amely megkönnyíti az alveolus kiterjesztését a szellőzés során.

Az epitélium sejtjei egymással fel vannak kötve a kötőszövet szálaival, így a tüdő rugalmas. Hasonlóképpen létezik egy tüdőkapillárisok kiterjedt hálózata, ahol gázcserére kerül sor.

A tüdőket mezoteliális szövetek veszik körül, a pleurának nevezzük. Ezt a szövetet általában virtuális térnek nevezik, mivel nem tartalmaz levegőt, és csak csekély mennyiségű folyadékkal rendelkezik.

A Larynx Trachea Bronchi légzőrendszerének 3D-s illusztrációja.

A tüdő hátrányai

A tüdő hátránya, hogy a gázcsere csak az alveolusokban és az alveoláris vezetékben fordul elő. A tüdőhöz eljutó, de olyan helyen található levegőmennyiséget, amelyben nem történik gázcsere, holt térnek nevezzük.

Ezért az embereknél a szellőztetés rendkívül nem hatékony. A normál szellőzés a tüdőben található levegőnek csak egyötödét helyettesítheti. Kényszerített légzés esetén a levegő 20-30% -a csapdába esik.

mellkas

mellkas

A bordás ketrec a tüdőt tartalmazza, és izmok és csontok halmazából áll. A csontok a nyaki és háti gerincből, a bordákból és a szegycsontból állnak. A membrán a legfontosabb légző izom, amely a ház hátuljában található.

A bordákba további izmok vannak behelyezve, amelyeket interkostálisoknak hívnak. Mások részt vesznek a légzésmechanikában, például a sternocleidomastoidban és a fejből és a nyakból származó szklennákban. Ezek az elemek a szegycsontba és az első bordákba vannak beillesztve.

Hogyan működik?

Az oxigén felvétele elengedhetetlen a sejtek légzési folyamataihoz, ahol ennek a molekulanak a felvétele az ATP előállításához fordul elő, a táplálkozási folyamatok során az etetés során nyert tápanyagokból.

Más szavakkal, az oxigén a molekulák oxidálására (égetésére) szolgál, és ezáltal energiát termel. Ennek a folyamatnak az egyik maradványa a szén-dioxid, amelyet ki kell üríteni a testből. A légzés a következő eseményekből áll:

Szellőzés

A folyamat az oxigénnek a légkörben történő elfogásával kezdődik, az inspiráció útján. A levegő az orrlyukakon keresztül jut a légzőrendszerbe, áthaladva a leírt csövek teljes sorozatán, amíg el nem éri a tüdőt.

A levegőbe történő belégzés - légzés - általában önkéntes folyamat, de automatizáltól önkéntesig megy át.

Az agyban a gerincvelő neuronjai felelősek a légzés normál szabályozásáért. A test azonban képes szabályozni a légzést az oxigénigény függvényében.

Egy nyugodt állapotban lévő ember percenként átlagosan hat liter levegőt lélegzik, és ez az érték 75 literre emelkedik intenzív testmozgás közben.

Gázcsere

A légkörben található oxigén olyan gázkeverék, amely 71% nitrogént, 20,9% oxigént és más gázok kis részét, például szén-dioxidot alkotja.

Amikor a levegő belép a légzőrendszerbe, az összetétel azonnal megváltozik. Az inspirációs folyamat telíti a levegőt vízzel, és amikor a levegő eléri az alveolusokat, akkor keveredik a korábbi inspirációk maradék levegőjével. Ezen a ponton csökken az oxigén parciális nyomása és a széndioxid nyomása.

A légzőszövetekben a gázok a koncentráció-gradiensek hatására mozognak. Mivel az oxigén parciális nyomása nagyobb az alveolusokban (100 mm Hg), mint a tüdőkapillárisok vérében, (40 mm Hg) az oxigén diffúziós folyamattal jut a kapillárisokhoz.

Hasonlóképpen, a szén-dioxid koncentrációja nagyobb a tüdőkapillárisokban (46 mm Hg), mint az alveolusokban (40 mm Hg), ezért a szén-dioxid ellentétes irányban diffundál: a vérkapillárisoktól az alveolusokig a tüdő.

Írta: Fluid-filled_alveolus2_ja.svg: user: delldot (módosította: Hatsukari715) származékos munka: OSH FPaD (Fluid-filled_alveolus2_ja.svg), a Wikimedia Commonson keresztül

Gázszállítás

A vízben az oxigén oldékonysága olyan alacsony, hogy szállítási eszköznek kell lennie a metabolikus követelmények teljesítéséhez. Néhány kis gerinctelen állatban a folyadékukban oldott oxigénmennyiség elegendő az egyéni igények kielégítéséhez.

Az emberekben azonban az ilyen módon szállított oxigén csak elegendő a követelmények 1% -ának teljesítéséhez.

Ezért az oxigént - és jelentős mennyiségű szén-dioxidot - a vérben lévő pigmentek hordozzák. Az összes gerinces állatban ezek a pigmentek a vörösvértestekre korlátozódnak.

Az állatvilágban a leggyakoribb pigment a hemoglobin, egy fehérje molekula, amely szerkezetében vasat tartalmaz. Mindegyik molekula 5% hemből áll, amely felelős a vér vörös színéért, az oxigénnel való reverzibilis kötődésért, és 95% globinből.

A hemoglobinhoz kötődő oxigén mennyisége számos tényezőtől függ, beleértve az oxigénkoncentrációt: ha magas, mint a kapillárisokban, a hemoglobin az oxigénhez kötődik; ha a koncentráció alacsony, a fehérje oxigént szabadít fel.

Egyéb légző pigmentek

Bár a hemoglobin az összes gerinces és néhány gerinctelen állat légző pigmente, nem ez az egyetlen.

Néhány pusztású rákfélében, lábasfejű rákfélében és puhatestűben van egy kék pigment, az úgynevezett hemocianin. Vas helyett ez a molekula két rézatommal rendelkezik.

Négy poliétes családban található a pigment-klórkrorin, egy fehérje, amelynek szerkezete vas és zöld színű. Szerkezetében és funkciójában hasonló a hemoglobinhoz, bár nem korlátozódik sejtes szerkezetre, és a plazma szabad.

Végül van egy pigment, amelynek oxigénhordozó képessége jóval alacsonyabb, mint a hemeritrinnek nevezett hemoglobiné. Piros színű és a tengeri gerinctelenek különböző csoportjaiban jelen van.

Gyakori betegségek

Asztma

Ez egy olyan patológia, amely érinti a légutakat, okozva duzzanatát. Asztma roham esetén a légutak körüli izmok meggyulladnak, és drasztikusan csökken a rendszerbe belépő levegő mennyisége.

A támadást számos allergénnek nevezett anyag sorozat válthatja ki, beleértve a kedvtelésből tartott állatok szőrmét, atkákat, hideg éghajlatot, többek között az élelmiszerben lévő vegyszereket, penész, pollen.

Tüdőödéma

A tüdőödéma a folyadék felhalmozódását jelenti a tüdőben, ami megnehezíti az egyén légzését. Az okok általában a pangásos szívelégtelenséggel kapcsolatosak, amikor a szív nem pumpál elég vért.

Az erek megnövekedett nyomása a folyadékot a tüdő belsejében lévő légtérbe tolja, ezáltal csökkentve az oxigén normál mozgását a tüdőben.

A tüdőödéma további okai a veseelégtelenség, a vesékbe vért szállító szűk artériák jelenléte, szívizomgyulladás, ritmuszavarok, túlzottan magas fizikai aktivitás, többek között bizonyos gyógyszerek használata.

A leggyakoribb tünetek a légszomj, légszomj, hab vagy vér köpése és fokozott pulzus.

Tüdőgyulladás

A tüdőgyulladás a tüdő fertőzése, és különféle mikroorganizmusok, például baktériumok, például Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae és Chlamydias pneumoniae, vírusok vagy gombák, például Pneumocystis jiroveci okozhatják.

Az alveoláris terek gyulladásaként jelenik meg. Nagyon fertőző betegség, mivel a kórokozók a levegőben terjedhetnek, és gyorsan tüsszögés és köhögés útján terjedhetnek.

Az ilyen patológiára leginkább hajlamos személyek a 65 év felettiek és egészségügyi problémákkal küzdő egyének. A tünetek között szerepel a láz, hidegrázás, lázas köhögés, légszomj, légszomj és mellkasi fájdalom.

A legtöbb esetben nincs szükség kórházi ápolásra, a betegséget orálisan beadott antibiotikumokkal (bakteriális tüdőgyulladás esetén), pihenő- és ivóvíz-oldatokkal lehet kezelni.

Hörghurut

A bronchitis gyulladásos folyamatként jelentkezik azokban a csövekben, amelyek oxigént szállítanak a tüdőbe, fertőzés vagy más okok miatt. Ez a betegség akut és krónikus besorolású.

A tünetek között szerepel általános rossz közérzet, nyálkás köhögés, légszomj és mellkasi nyomás.

A hörghurut kezelésére ajánlott aszpirint vagy acetaminofént szedni a láz csökkentésére, nagy mennyiségű folyadék inni és pihenni. Ha baktérium okozza, akkor antibiotikumokat vesznek.

Irodalom

1. French, K., Randall, D. és Burggren, W. (1998). Eckert. Állatok élettana: Mechanizmusok és alkalmazkodás. Mc Graw-Hill Interamericana
2. Gutiérrez, AJ (2005). Személyi edzés: alapok, alapok és alkalmazások. Ák.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei (15. kötet). New York: McGraw-Hill.
4. Smith-Ágreda, JM (2004). A beszéd, látás és hallás szerveinek anatómiája. Panamerican Medical Ed.
5. Taylor, NB, & Best, CH (1986). Az orvosi gyakorlat élettani alapjai. Pán-amerikai.
6. Vived, À. M. (2005). A testmozgás és a sport élettanának alapjai. Panamerican Medical Ed.