Hingamisteede funktsioonid, osad, töö



The hingamisteid või hingamisaparaat sisaldab mitmeid spetsialiseeritud elundeid, mis vahendavad gaaside vahetust, mis hõlmab hapniku omastamist ja süsinikdioksiidi eemaldamist..

On mitmeid samme, mis võimaldavad hapniku saabumist rakku ja süsinikdioksiidi kõrvaldamist, sealhulgas õhu vahetust atmosfääri ja kopsude vahel (ventilatsioon), millele järgneb gaaside difusioon ja vahetus kopsupinnal. hapniku transport ja gaasivahetus rakutasandil.

See on loomariigis mitmekesine süsteem, mis koosneb erinevatest struktuuridest sõltuvalt õpperajast. Näiteks kaladel on veekeskkonnas funktsionaalseid struktuure, nagu küünised, imetajatel on kopsud ja selgrootute trahheae..

Üherakulised loomad, nagu algloomad, ei vaja hingamisteede jaoks spetsiaalseid struktuure ja gaasivahetus toimub lihtsa difusiooni teel.

Inimestel koosneb süsteem ninakaudest, neelu, kõri, hingetoru ja kopsudest. Viimased on hargnenud hargnemata, bronhide ja alveoolidega. Alveoolides toimub hapniku molekulide ja süsinikdioksiidi passiivne vahetamine.

Indeks

  • 1 Hingamise mõiste
  • 2 Funktsioonid
  • 3 Hingamisorganid loomariigis
    • 3.1 Trahheas
    • 3.2 Gillid
    • 3.3 Kopsud
  • 4 hingamisteede osad (organid) inimestel
    • 4.1 Kõrge osa või ülemised hingamisteed
    • 4.2 Madal osa või alumised hingamisteed
    • 4.3 Kopsukoe
    • 4.4 Kopsude puudused
    • 4.5 Ristikarp
  • 5 Kuidas see toimib?
    • 5.1 Ventilatsioon
    • 5.2 Gaasivahetus
    • 5.3 Gaaside transport
    • 5.4 Muud hingamisteede pigmendid
  • 6 tavalised haigused
    • 6.1 Astma
    • 6.2 Kopsuturse
    • 6.3 Pneumooniad
    • 6.4 Bronhiit
  • 7 Viited

Hingamise mõiste

Terminit "hingamine" saab määratleda kahel viisil. Keelesõnaliselt, kui me kasutame sõna hingata, kirjeldame me hapniku võtmise ja süsinikdioksiidi eemaldamise väliskeskkonnale..

Hingamise mõiste hõlmab aga laiemat protsessi kui lihtsalt riiulisse siseneva õhu sisenemine ja sealt väljumine. Kõik mehhanismid, mis on seotud hapniku kasutamisega, transpordiga veres ja süsinikdioksiidi tootmisel, esineb raku tasandil.

Teine võimalus sõna hingamiseks on rakutasandil ja seda protsessi nimetatakse rakuliseks hingamiseks, kus hapniku reaktsioon toimub anorgaaniliste molekulidega, mis toodavad energiat ATP (adenosiintrifosfaat), vee ja süsinikdioksiidi kujul..

Seega on täpsem viis, kuidas viidata õhu võtmise ja väljatõmbamise protsessile rindkere liikumiste kaudu, mõiste "ventilatsioon"..

Funktsioonid

Hingamissüsteemi peamine ülesanne on korraldada hapniku väljastamise protsesse ventilatsiooni- ja raku hingamise mehhanismidega. Üks protsessi jäätmetest on süsinikdioksiid, mis jõuab vereringesse, liigub kopsudesse ja eemaldub kehast atmosfääri..

Hingamissüsteem vastutab kõigi nende funktsioonide vahendamise eest. See vastutab spetsiaalselt kehasse siseneva õhu filtreerimise ja niisutamise eest lisaks soovimatute molekulide filtreerimisele.

Reguleerige ka kehavedelike pH-d - kaudselt - kontrollides CO kontsentratsiooni2, selle säilitamine või kõrvaldamine. Teisest küljest on see seotud temperatuuri reguleerimisega, hormoonide eritumisega kopsudes ja abistab lõhnasüsteemi lõhnade avastamisel..

Samuti on süsteemi iga element vastutav konkreetse funktsiooni eest: ninasõõrmed soojendavad õhku ja tagavad kaitset mikroobide, neelu, kõri ja hingetoru eest..

Lisaks sekkub neelu toidu ja kõri läbimisel fonatsiooniprotsessis. Lõpuks toimub gaasiline vahetusprotsess alveoolides.

Hingamisorganid loomariigis

Väikestel loomadel, alla 1 mm, võib gaasivahetus toimuda läbi naha. Tegelikult täidavad teatud loomade liigid, nagu algloomad, käsnad, cnidarianid ja mõned ussid gaasivahetusprotsessi lihtsa difusiooni abil..

Suurematel loomadel, nagu kala ja kahepaiksed, esineb ka naha hingamine, et täiendada hingamisteede või kopsude hingamist..

Näiteks võivad konnad teha kogu gaasivahetusprotsessi läbi naha talveunestamise etappides, kuna need on täielikult tiikidesse uputatud. Salamandrite puhul on eksemplare, mis ei ole täielikult kopsud ja hingavad läbi naha.

Loomade keerukuse suurenemise tõttu on siiski vaja spetsiaalsete elundite olemasolu gaasivahetuseks ja mitmekihiliste loomade suurte energiavajaduste rahuldamiseks..

Järgnevalt kirjeldatakse üksikasjalikult erinevate elusrühmade gaaside vahetust vahendavate organite anatoomia:

Jäljed

Putukatel ja mõnedel lülijalgsetel on väga tõhus ja otsene hingamisteede süsteem. See koosneb torude süsteemist, mida nimetatakse trahheeks, mis ulatuvad kogu looma kehasse.

Trahheasse haarduvad kitsamad torud (läbimõõduga umbes 1 μm), mida nimetatakse tranchaelaeks. Nad on hõivatud vedelikuga ja lõpevad otseses seoses rakkude membraanidega.

Õhk siseneb süsteemi läbi rea avasid, mis käituvad nagu ventiil. Neil on võimalus sulgeda veekadu, et vältida kuivamist. Samuti on sellel filtreid soovimatute ainete sisenemise vältimiseks.

Teatud putukad, nagu mesilased, saavad teha keha liikumisi, mille eesmärk on hingetoru süsteemi ventileerimine.

Gills

Gills, mida nimetatakse ka gillideks, võimaldavad veekeskkonnas tõhusat hingamist. Okasnahksetes moodustavad nad oma keha pinna pikendamise, samas kui mere ussidel ja kahepaiksetel on need ploomid või tuftid..

Kõige tõhusamad on kalad ja see koosneb sisemisest sulgemisest. Need on filamentsed struktuurid, millel on piisav verevarustus, mis on vastuolus vee vooluga. Selle süsteemiga on võimalik tagada maksimaalne hapniku eraldumine veest.

Gillide ventilatsioon on seotud looma liikumisega ja suu avamisega. Maapealsetes keskkondades kaotavad küngad vee ujuva toe, nad kuivavad ja kiud kokku tulevad, mis viib kogu süsteemi kokkuvarisemiseni.

Sel põhjusel lämmatavad kala veest välja, kuigi neil on suur hulk hapnikku.

Kopsud

Selgroogsete kopsud on sisemised õõnsused, mis on varustatud rohkete laevadega, mille ülesanne on vahendada gaasivahetust verega. Mõnedel selgrootutel räägime "kopsudest", kuigi need struktuurid ei ole üksteisega homoloogsed ja on palju vähem tõhusad.

Kahepaiksetes on kopsud väga lihtsad, sarnaselt kotiga, mis on mõnedes konnades jagatud. Vahetamiseks kasutatav ala suureneb linnugripi kopsudes, mis on jagatud mitmeks omavahel ühendatud kotti..

Lindude suguluses suureneb kopsude tõhusus tänu õhukottidele, mis on ventilatsiooniprotsessis õhuvaru..

Kopsud saavutavad imetajatel maksimaalse keerukuse (vt järgmine lõik). Kopsud on rikas sidekoe ja neid ümbritseb õhuke epiteelikiht, mida nimetatakse vistseraalseks pleuraks, mis jätkub vistseraalsesse pleurasse ja on joondatud rindkere seintega..

Kahepaiksed kasutavad õhku sisenemiseks positiivset survet, samal ajal kui mitte-lindude roomajad, linnud ja imetajad kasutavad negatiivset survet, kui õhk lükatakse kopsudesse ribi laiendamisega..

Inimeste hingamisteede osad (organid)

Inimestel ja ülejäänud imetajatel koosneb hingamissüsteem kõrgest osast, mis koosneb suust, ninaõõnest, neelu ja kõriist; hingetoru ja bronhide alumine osa ning kopsukoe osa.

Kõrge osa või ülemised hingamisteed

Ninasõõrmed on need struktuurid, mille kaudu õhk siseneb, millele järgneb nina kamber, mis on kaetud limaskestasid eraldava epiteeliga. Sisemine ninasõõrmed ühenduvad neelu (mida me tavaliselt kõri kutsume), kus toimub kahe tee ületamine: seedetrakt ja hingamisteed.

Õhk siseneb glottise avamise kaudu, samal ajal kui toit jätkub söögitoru alla.

Epiglottis paikneb glottis, eesmärgiga vältida toidu sattumist hingamisteedesse, piirates suu ääres paikneva ortopeedia osa ja larünofaründi - alumise segmendi vahel. Sära avaneb kõri ("häälekast") ja see omakorda annab hingetoru.

Madal osa või alumised hingamisteed

Trahhea on torukujuline kanal, mille läbimõõt on 15 kuni 20 mm ja pikkus 11 cm. Selle seina on tugevdatud kõhrkoega, et vältida struktuuri kokkuvarisemist, tänu sellele on see pool-paindlik struktuur.

Kõhre paikneb poolkuulises vormis 15 või 20 rõngas, see tähendab, et see ei ümbritse hingetoru täielikult.

Tranchea jaguneb kaheks bronhiks, üks igale kopsule. Õigus on vasakpoolsemaga võrreldes vertikaalsem, lisaks lühem ja mahukam. Pärast seda esimest jagunemist järgivad kopsu parenhüümi järjestikused alljaotised.

Bronhide struktuur sarnaneb hingetorule kõhre, lihaste ja limaskesta esinemise tõttu, kuigi kõhre plaadid vähenevad kuni kadumiseni, kui bronhid läbivad 1 mm läbimõõdu..

Nende sees jaguneb iga bronh väikesteks torudeks, mida nimetatakse bronhideks, mis viivad alveolaarse kanali. Alveoolidel on väga õhuke kiht, mis hõlbustab gaaside vahetamist kapillaarsüsteemiga.

Kopsukoe

Makroskoopiliselt jagunevad kopsud lõhedega. Parem kops koosneb kolmest lõhest ja vasakul kopsul on ainult kaks. Siiski ei ole gaasivahetuse funktsionaalne üksus kopsud, vaid alveolokapillaarüksus.

Alveoolid on väikesed kotikesed, millel on viinamarjakobarad, mis paiknevad bronhide lõpus ja vastavad väikseimale hingamisteede alajaotusele. Need on kaetud kahte tüüpi rakkudega I ja II.

I tüüpi rakke iseloomustab õhuke ja võimaldab gaaside difusiooni. II tüübi isikud on eelmisest rühmast rohkem kui väikesed, vähem õhukesed ja selle ülesanne on eritada pindaktiivse aine tüüpi aine, mis hõlbustab alveoluse laiendamist ventilatsioonis..

Epiteeli rakud on seotud sidekoe kiududega, nii et kops on elastne. Samamoodi on olemas ulatuslik kopsu kapillaaride võrgustik, kus toimub gaasivahetus.

Kopsud on ümbritsetud mesoteliaalse koega, mida nimetatakse pleuraks. Seda koet nimetatakse tavaliselt virtuaalseks ruumiks, kuna see ei sisalda õhku sees ja sellel on vaid väike kogus vedelikku.

Kopsude puudused

Kopsude puuduseks on see, et gaaside vahetus toimub ainult alveoolides ja alveolaarsetes kanalites. Kopsudesse jõudva õhu mahtu, mis asub piirkonnas, kus gaasivahetust ei toimu, nimetatakse surnud ruumiks.

Seetõttu on inimeste ventilatsiooniprotsess äärmiselt ebaefektiivne. Normaalne ventilatsioon õnnestub ainult kuuendikule kopsudest leitud õhust välja vahetada. Sunnitud hingamise korral on 20-30% õhust lõksus.

Ristikarp

Ribiäärikus on kopsud ja see koosneb lihastest ja luudest. Luude komponendi moodustavad emakakaela ja seljaäärsed näärmed, rinnahoidja ja rinnaku. Diafragma on kõige olulisem hingamisteede lihas, mis asub maja tagaküljel.

Ribidesse on paigutatud täiendavaid lihaseid, mida nimetatakse intertaalseks. Teised osalevad hingamisteede mehaanikas nagu sternocleidomastoid ja skaleenid, mis on pärit pea ja kaela. Need elemendid on sisestatud rinnaku ja esimesse ribi.

Kuidas see toimib?

Hapniku omastamine on hädavajalik rakulise hingamise protsesside jaoks, kus selle molekuli võtmine ATP tootmiseks toimub alates toitainetest, mis on saadud toitumisprotsessis metaboolsete protsessidega..

Teisisõnu, hapnik toimib molekulide oksüdeerimisel ja põletamisel ning seega energia tootmisel. Selle protsessi üks jääke on süsinikdioksiid, mis tuleb kehast välja viia. Hingamine hõlmab järgmisi sündmusi:

Ventilatsioon

Protsess algab hapniku sissevõtmisest atmosfääri inspiratsiooniprotsessi kaudu. Õhk siseneb hingamissüsteemi läbi ninasõõrmete läbi kogu kirjeldatud torude komplekti kopsudesse.

Õhu sisselaskmine - hingamine - on tavaliselt tahtmatu protsess, kuid see võib automaatselt minna vabatahtlikuks.

Ajus on luuüdi neuronid vastutavad hingamise normaalse reguleerimise eest. Kuid keha on võimeline reguleerima hingamist sõltuvalt hapniku nõudmistest.

Keskmiselt viibib inimene keskmiselt kuus liitrit õhku minutis ja see arv võib intensiivse treeningu perioodil tõusta kuni 75 liitrit..

Gaasivahetus

Hapniku atmosfääris on gaaside segu, mis koosneb 71% lämmastikust, 20,9% hapnikust ja väikesest kogusest muudest gaasidest, näiteks süsinikdioksiidist..

Kui õhk siseneb hingamisteedesse, muutub koostis kohe. Inspiratsiooniprotsess küllastab õhku veega ja kui õhk jõuab alveoolidesse, segatakse see eelnevate inspiratsioonide jääkõhuga. Sel hetkel väheneb hapniku osaline rõhk ja süsihappegaasi suurenemine.

Hingamisteede kudedes liiguvad gaasid kontsentratsioonide gradientide järgi. Kuna hapniku osaline rõhk on alveoolides (100 mm Hg) suurem kui kopsu kapillaaride veres (40 mm Hg), läbib hapniku difusiooniprotsessi kaudu kapillaaridesse hapnik..

Sarnaselt on süsinikdioksiidi kontsentratsioon kopsu kapillaarides (46 mm Hg) suurem kui alveoolides (40 mm Hg), seega hajub süsinikdioksiid vastupidises suunas: vere kapillaaridest kuni alveoolide hulka. kopsud.

Gaaside transport

Vees on hapniku lahustuvus nii väike, et metaboolsete vajaduste rahuldamiseks peab olema transpordivahend. Mõnedes väikesemahulistes selgrootutes on nende vedelikes lahustunud hapniku kogus üksikisiku nõudmiste rahuldamiseks piisav.

Sellegipoolest jõuaks sellisel viisil transporditavates inimestes ainult 1% nõuetele.

Sel põhjusel transporditakse hapnikku ja märkimisväärses koguses süsinikdioksiidi veres pigmendid. Kõigis selgroogsetes piirduvad need pigmendid punaste verelibledega.

Loomariigis on kõige tavalisem pigmendiks hemoglobiin, molekul, millel on selle struktuuris rauda sisaldav valgu olemus. Iga molekul koosneb 5% hemist, mis vastutab vere punase värvuse ja pöörduva sidumise eest hapnikuga ning 95% globiiniga..

Hapniku kogus, mis võib seonduda hemoglobiiniga, sõltub paljudest teguritest, sealhulgas hapniku kontsentratsioonist: kui see on kõrge, nagu kapillaarides, seondub hemoglobiin hapnikuga; Kui kontsentratsioon on madal, vabastab valk hapnikku.

Muud hingamisteede pigmendid

Kuigi hemoglobiin on hingamisteede pigment, mis esineb kõigis selgroogsetes ja mõnedel selgrootutel, ei ole see ainus.

Mõnedes koorikloomade, koorikloomade peajalgsetes ja molluskites on sinine pigment nimega hemotsüaniin. Rauda asemel on sellel molekulil kaks vase aatomit.

Neljas polüketaadi perekonnas on klorokruoriinpigment, valk, mille struktuuris on rauda ja mis on roheline. See on struktuuri ja toimimise poolest sarnane hemoglobiiniga, kuigi see ei piirdu ühegi rakulise struktuuriga ja on plasmas vaba..

Lõpuks on pigment, mille hapnikukoormus on palju madalam kui hemoglobiini hemeritriin. See on punane ja esineb mitmetes mereelgrootute rühmades.

Levinud haigused

Astma

See on patoloogia, mis mõjutab hingamisteid, põhjustades selle turse. Astmahoogude korral põleb hingamisteede ümbritsevad lihased ja õhu kogus, mis süsteemi siseneb, väheneb oluliselt.

Rünnaku võib käivitada rea ​​aineid, mida nimetatakse allergeenideks, sealhulgas lemmikloomade karusnaha, lestade, külma kliima, toiduainetes esinevate kemikaalide, hallituse, õietolmu ja muu hulgas..

Kopsuturse

Kopsuturse koosneb vedeliku kogunemisest kopsudesse, mis takistab inimese hingamisvõimet. Põhjused on tavaliselt seotud südame paispuudulikkusega, kus süda ei pumpa piisavalt verd.

Suurenenud rõhk veresoontes surub vedelikku kopsude siseruumidesse, vähendades seega hapniku normaalset liikumist kopsudes..

Muud kopsuturse põhjused on neerupuudulikkus, kitsaste arterite olemasolu, mis kannavad verd neerudesse, müokardiit, arütmiad, liigne füüsiline aktiivsus paikkonnas, teatud ravimite kasutamine..

Kõige sagedasemad sümptomid on hingamisraskused, õhupuudus, vahtu või veri väljatõmbumine ja südame löögisageduse suurenemine.

Kopsupõletik

Pneumooniad on kopsude infektsioonid ja neid võivad põhjustada mitmesugused mikroorganismid, sealhulgas bakterid, nagu näiteks Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae ja Chlamydias pneumoniae, nagu viirus või seened Pneumocystis jiroveci.

See ilmneb alveolaarsete ruumide põletikuna. See on väga nakkav haigus, sest põhjuslikke aineid võib levitada õhu kaudu ja levida kiiresti aevastamise ja köha kaudu..

Selle patoloogiaga kõige vastuvõtlikumad inimesed on üle 65-aastased ja terviseprobleemidega inimesed. Sümptomiteks on palavik, külmavärinad, köha koos flegmaga, õhupuudus, õhupuudus ja valu rinnus..

Enamikel juhtudel ei ole vaja haiglaravi ja haigust saab ravida antibiootikumidega (kui bakteriaalne kopsupõletik) manustada suu kaudu, puhata ja vedelikku võtta.

Bronhiit

Bronhiiti esineb infektsioonist põhjustatud kanalite põletikulise protsessina, mis kannab hapnikku kopsudesse või muudel põhjustel. See haigus on liigitatud ägedaks ja krooniliseks.

Sümptomite hulgas on üldine halb enesetunne, köha koos lima, hingamisraskused ja rindkere surve.

Bronhiidi raviks on soovitatav palaviku vähendamiseks võtta aspiriini või atsetaminofeeni, võtta märkimisväärses koguses vedelikku ja puhata. Kui seda põhjustab bakteriaalne aine, võetakse antibiootikume.

Viited

  1. Prantsuse, K., Randall, D. ja Burggren, W. (1998). Eckert. Loomade füsioloogia: mehhanismid ja kohandused. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A. J. (2005). Isiklik koolitus: alused, põhialused ja rakendused. INDE.
  3. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Zooloogia integreeritud põhimõtted (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Keele-, nägemis- ja kuulmisorganite anatoomia. Ed. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C. H. (1986). Meditsiinipraktika füsioloogilised alused. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Kehalise aktiivsuse ja spordi füsioloogia alused. Ed. Panamericana Medical.