Hengityselinten toiminta, osat, toiminta



hengityselimiä tai hengityslaitteisto käsittää joukon erikoistuneita elimiä kaasujen vaihdon välittämiseksi, mikä käsittää hapen talteenoton ja hiilidioksidin poistamisen.

On olemassa joukko vaiheita, jotka mahdollistavat hapen saapumisen soluun ja hiilidioksidin poistamisen, mukaan lukien ilmanvaihto ilmakehän ja keuhkojen välillä (ilmanvaihto), jota seuraa kaasujen diffuusio ja vaihto keuhkopinnalla. , hapen kuljetus ja kaasunvaihto solutasolla.

Se on eläinkunnan monipuolinen järjestelmä, joka koostuu erilaisista rakenteista riippuen opiskelun linjasta. Esimerkiksi kaloilla on toiminnallisia rakenteita vesiympäristössä, kuten käärmeissä, nisäkkäillä on keuhkot ja selkärangaton trakea..

Yksisoluiset eläimet, kuten alkueläimet, eivät vaadi erityisiä rakenteita hengitykseen ja kaasunvaihto tapahtuu yksinkertaisen diffuusion avulla.

Ihmisissä järjestelmä koostuu nenän nielusta, nielusta, kurkunpään, henkitorvesta ja keuhkoista. Jälkimmäiset ovat haarautuneita peräkkäin keuhkoputkia, keuhkoputkia ja alveoleja. Happimolekyylien ja hiilidioksidin passiivinen vaihto tapahtuu alveoleissa.

indeksi

  • 1 Hengityksen määritelmä
  • 2 Toiminnot
  • 3 Hengityselimet eläinten valtakunnassa
    • 3.1 Tracheas
    • 3.2 Gills
    • 3.3 Keuhkot
  • 4 Hengityselimien osat (elimet) ihmisillä
    • 4.1 Korkea osa tai ylähengitysteitä
    • 4.2 Alhainen tai alempi hengitystie
    • 4.3 Keuhkokudos
    • 4.4 Keuhkojen haitat
    • 4.5 Rintakehä
  • 5 Miten se toimii?
    • 5.1 Tuuletus
    • 5.2 Kaasunvaihto
    • 5.3 Kaasujen kuljetus
    • 5.4 Muut hengitysteiden pigmentit
  • 6 Yleiset sairaudet
    • 6.1 Astma
    • 6.2 Keuhkopöhö
    • 6.3 Pneumoniat
    • 6.4 Bronkiitti
  • 7 Viitteet

Hengityksen määritelmä

Termi "hengitys" voidaan määritellä kahdella tavalla. Puhekielessä, kun käytämme sanaa hengittää, kuvataan hapen ottamista ja hiilidioksidin poistamista ulkoiseen ympäristöön..

Hengityksen käsite kattaa kuitenkin laajemman prosessin kuin pelkkä rintakehän ilmaan pääseminen ja siitä poistuminen. Kaikki mekanismit, jotka liittyvät hapen käyttöön, kuljetukseen veressä ja hiilidioksidin tuotantoon, esiintyvät solutasolla.

Toinen tapa määritellä sana hengitys on solutasolla ja tätä prosessia kutsutaan solun hengitykseksi, jossa hapen reaktio tapahtuu epäorgaanisten molekyylien kanssa, jotka tuottavat energiaa ATP: n (adenosiinitrifosfaatti), veden ja hiilidioksidin muodossa..

Siksi tarkempi tapa viitata ilmanotto- ja poistoprosessiin rintakehän liikkeiden kautta on termi "ilmanvaihto"..

tehtävät

Hengityselinten pääasiallisena tehtävänä on järjestää happipitoisuuden ottamisprosesseja ilmanvaihdon ja soluhengityksen avulla. Yksi prosessin jätteistä on hiilidioksidi, joka pääsee verenkiertoon, kulkee keuhkoihin ja poistuu kehosta ilmakehään..

Hengitysjärjestelmä vastaa kaikkien näiden toimintojen välittämisestä. Se on nimenomaan vastuussa kehoon tulevan ilman suodattamisesta ja kostuttamisesta ei-toivottujen molekyylien suodattamisen lisäksi.

Säätäkää myös kehon nesteiden pH: ta - välillisesti - kontrolloimalla CO: n pitoisuutta2, joko säilyttää se tai poistaa sen. Toisaalta se osallistuu lämpötilan säätelyyn, hormonien erittymiseen keuhkoissa ja auttaa hajujärjestelmää hajujen havaitsemisessa.

Lisäksi jokainen järjestelmän osa vastaa tietystä toiminnasta: sieraimet lämmittävät ilmaa ja tarjoavat suojan bakteereille, nielulle, kurkunpään ja henkitorvelle välittävät ilmaa..

Lisäksi nielu vaikuttaa elintarvikkeiden ja kurkunpään läpäisemiseen fonointiprosessissa. Lopuksi kaasumainen vaihtoprosessi tapahtuu alveoleissa.

Hengityselimet eläinten valtakunnassa

Pienillä eläimillä, jotka ovat alle 1 mm, kaasunvaihto voi tapahtua ihon läpi. Itse asiassa tietyt eläinlinjat, kuten alkueläimet, sienet, narttujat ja jotkut matot, suorittavat kaasunvaihtoprosessin yksinkertaisen diffuusion avulla..

Suuremmissa eläimissä, kuten kaloissa ja sammakkoeläimissä, on myös ihon hengitystä, jotta voidaan täydentää kynsien tai keuhkojen tekemää hengitystä..

Esimerkiksi sammakot voivat suorittaa koko kaasunvaihtoprosessin ihon läpi lepotilassa, koska ne ovat täysin upotettu lampiin. Salamandereiden tapauksessa on näytteitä, jotka puuttuvat kokonaan keuhkoista ja hengittävät ihon läpi.

Eläinten monimutkaisuuden lisääntyessä on kuitenkin välttämätöntä, että erikoiselimet ovat kaasujen vaihtoon ja monisoluisten eläinten suuriin energiantarpeisiin vastaamiseksi..

Seuraavaksi kuvataan yksityiskohtaisesti eri eläinryhmissä kaasujen vaihtoa välittävien elinten anatomiaa:

rollihenkitorvissa

Hyönteisillä ja joillakin niveljalkailla on erittäin tehokas ja suora hengitysjärjestelmä. Se koostuu putkijärjestelmästä, jota kutsutaan traksaaksi, joka ulottuu koko eläimen kehoon.

Henkitorvet haarautuvat kapeampiin putkiin (halkaisijaltaan noin 1 μm), joita kutsutaan tranchaelaiksi. Ne ovat nesteen käytössä ja päättyvät suoraan solujen kalvoihin.

Ilma siirtyy järjestelmään joukon aukkoja, jotka käyttäytyvät venttiilinä, nimeltään spiracles. Niillä on kyky sulkea vasteena veden menetykseen kuivumisen estämiseksi. Siinä on myös suodattimia, jotka estävät ei-toivottujen aineiden pääsyn.

Tietyt hyönteiset, kuten mehiläiset, voivat suorittaa ruumiinliikkeitä, joilla pyritään tuulettamaan henkitorven järjestelmä.

kidukset

Gills, joita kutsutaan myös gillsiksi, mahdollistavat tehokkaan hengityksen vesiympäristöissä. Piikkinahkaina ne koostuvat niiden kehon pinnan laajennuksesta, kun taas merimatoista ja sammakkoeläimistä ne ovat koloja tai tufteja..

Tehokkaimmat ovat kaloissa ja muodostuvat sisäisten kynnysten järjestelmästä. Ne ovat rihmasirakenteita, joilla on riittävä verenkierto, joka on vastoin veden virtaa. Tällä järjestelmällä "vastavirta" voidaan varmistaa maksimaalinen hapenpoisto vedestä.

Kourien ilmanvaihto liittyy eläimen liikkeisiin ja suun avaamiseen. Maanpäällisissä ympäristöissä kynnet menettävät veden kelluvan tuen, ne kuivuvat ja filamentit tulevat yhteen, mikä johtaa koko järjestelmän romahtamiseen.

Tästä syystä kalat tukehtuvat, kun ne ovat pois vedestä, vaikka niissä on suuria määriä happea.

keuhkot

Selkärankaisten keuhkot ovat sisäisiä onteloita, joissa on runsaasti aluksia, joiden tehtävänä on välittää kaasunvaihtoa veren kanssa. Joissakin selkärangattomissa puhumme "keuhkoista", vaikka nämä rakenteet eivät ole homologisia keskenään ja ovat paljon vähemmän tehokkaita.

Sammakkoeläimissä keuhkot ovat hyvin yksinkertaisia, samanlaisia ​​kuin pussi, joka joissakin sammakoissa on jaettu. Vaihtokelpoinen alue kasvaa muiden kuin lintujen matelijoiden keuhkoissa, jotka on jaettu lukuisiin yhdistettyihin pusseihin..

Lintulajeissa keuhkojen tehokkuus kasvaa ilmapussin läsnäolon ansiosta, jotka toimivat ilmanpuhdistustilana ilmanvaihtoprosessissa..

Keuhkot saavuttavat maksimaalisen monimutkaisuutensa nisäkkäissä (katso seuraava kohta). Keuhkot ovat runsaasti sidekudoksessa, ja niitä ympäröi ohut kerros epiteeliä, jota kutsutaan visceraaliseksi keuhkopussiksi, joka jatkuu sisäelimessä, rinnastettuna rinnassa oleviin seiniin..

Sammakkoeläimet käyttävät positiivista painetta ilmaan pääsemiseksi keuhkoihin, kun taas ei-lintujen matelijat, linnut ja nisäkkäät käyttävät kielteistä painetta, jossa ilmaa työnnetään keuhkoihin rintakehän laajenemisen myötä..

Ihmisen hengityselinten osat (elimet)

Ihmisillä ja muissa nisäkkäissä hengityselin koostuu suuresta osasta, joka koostuu suusta, nenäontelosta, nielusta ja kurkunpäästä; henkitorven ja keuhkoputkien alempi osa ja keuhkokudoksen osa.

Korkea osa tai ylähengitysteitä

Sieraimet ovat rakenteita, joiden kautta ilma tulee, ja niitä seuraa nenäkammio, joka on peitetty limakalvoja erittävällä epiteelillä. Sisäiset sieraimet yhdistyvät nieluun (mitä me yleensä kutsumme kurkkuun), jossa tapahtuu kahden reitin ylittäminen: ruoansulatuskanava ja hengityselimet.

Ilma siirtyy glottiksen avaamisen kautta, kun taas ruoka jatkuu ruokatorven läpi.

Epiglottis sijaitsee glottisilla, jonka tarkoituksena on estää ruoan pääseminen hengitysteihin, ja rajaa suu-takana olevan orofarynx-osan ja laryngopharynx-alarajan välinen raja. Häikäisysuoja avautuu kurkunpään ("ääni-ruutuun") ja tämä puolestaan ​​antaa henkitorven.

Alhainen tai alempi hengitystie

Henkitorvi on putkimainen kanava, jonka halkaisija on 15 - 20 mm ja pituus 11 cm. Sen seinämä on lujitettu rustokudoksella rakenteen romahtamisen välttämiseksi..

Rusto sijaitsee puolikuun muotoisena 15 tai 20 renkaassa, eli se ei täysin ympäröi henkitorvea.

Tranchea haarautuu kahteen keuhkoputkeen, yksi kullekin keuhkolle. Oikeus on enemmän pystysuora, verrattuna vasempaan, sen lisäksi, että se on lyhyempi ja laajempi. Tämän ensimmäisen jaon jälkeen peräkkäiset alaryhmät seuraavat keuhkojen parenkyymissä.

Keuhkoputkien rakenne muistuttaa henkitorvea ruston, lihaskudoksen ja limakalvon läsnäolon vuoksi, vaikka rustoiset levyt pienenevät, kunnes ne häviävät, kun keuhkoputkien halkaisija on 1 mm.

Niissä jokainen keuhkoputki jakautuu pieniksi putkiksi, joita kutsutaan bronkioleiksi, jotka johtavat alveolaariseen kanavaan. Alveoleilla on hyvin ohut kerros kerros, joka helpottaa kaasujen vaihtoa kapillaarijärjestelmän kanssa.

Keuhkokudos

Makroskooppisesti keuhkot on jaettu lohkoihin halkeamien avulla. Oikea keuhko koostuu kolmesta lohkosta ja vasemmassa keuhkossa vain kaksi. Kaasunvaihdon toiminnallinen yksikkö ei kuitenkaan ole keuhkot, vaan alveolokapillaarinen yksikkö.

Alveolit ​​ovat pieniä säkkejä, joissa on rypäleitä, jotka sijaitsevat keuhkoputkien päässä ja vastaavat pienimpiä hengitystien osia. Ne ovat kahden tyyppisiä soluja, I ja II.

Tyypin I soluille on tunnusomaista, että ne ovat ohuita ja mahdollistavat kaasujen diffuusion. Tyypin II tyypit ovat enemmän kuin pienemmät kuin edellisessä ryhmässä, vähemmän ohut ja sen tehtävänä on erittää pinta-aktiivisen aineen aine, joka helpottaa alveoluksen laajentumista ilmanvaihdossa.

Epiteelin solut ovat sidoksissa sidekudoksen kuituihin, niin että keuhko on elastinen. Samoin on olemassa laaja pulmonaalisten kapillaarien verkosto, jossa tapahtuu kaasunvaihtoa.

Keuhkot ympäröivät seinä, jossa on mesoteliaalikudosta, jota kutsutaan pleuraksi. Tätä kudosta kutsutaan tavallisesti virtuaalitilaksi, koska se ei sisällä ilmaa sisällä ja sillä on vain neste pieninä määrinä.

Keuhkojen haitat

Keuhkojen haittana on se, että kaasujen vaihto tapahtuu vain alveoli- ja alveolaarisissa kanavissa. Keuhkoihin menevää ilmaa, joka sijaitsee alueella, jossa kaasunvaihtoa ei tapahdu, kutsutaan kuolleeksi tilaksi.

Siksi ihmisten hengitysprosessi on äärimmäisen tehoton. Normaali ilmanvaihto onnistuu korvaamaan vain kuudesosan keuhkoista löytyvästä ilmasta. Pakotetussa hengitystapauksessa 20-30% ilmaa on loukussa.

Rintakehä

Rintakehässä on keuhkot ja se koostuu joukosta lihaksia ja luut. Luutkomponentin muodostavat kohdunkaulan ja selän selkärangan, rintakehän ja rintalastan muodostama. Kalvo on tärkein hengityslihas, joka löytyy talon takaosasta.

Kylkiluiden sisään on lisätty lihaksia, joita kutsutaan yhdyskäytäviksi. Toiset osallistuvat hengityselimiin kuten sternocleidomastoid ja scalenes, jotka ovat peräisin pään ja kaulan. Nämä elementit on sijoitettu rintalastaan ​​ja ensimmäisiin kylkiluun.

Miten se toimii?

Hapen otto on elintärkeää soluhengityksen prosesseille, joissa tämän molekyylin ottaminen ATP: n tuottamiseksi tapahtuu alkaen ravintoaineista, jotka on saatu syöttöprosessissa aineenvaihduntaprosesseilla..

Toisin sanoen happi hapettaa (polttaa) molekyylejä ja siten tuottaa energiaa. Yksi tämän prosessin jäännöksistä on hiilidioksidi, joka on poistettava kehosta. Hengitys sisältää seuraavat tapahtumat:

ilmanvaihto

Prosessi alkaa hapen ottamisesta ilmakehään inspiraatioprosessin kautta. Ilma siirtyy hengityselimiin sieraimien läpi koko kuvattujen putkien joukossa keuhkoihin.

Ilmanotto - hengitys - on normaalisti tahaton prosessi, mutta se voi olla automaattinen vapaaehtoiseksi.

Aivoissa luuytimen neuronit ovat vastuussa hengityksen normaalista säätelystä. Keho pystyy kuitenkin säätelemään hengitystä riippuen hapen vaatimuksista.

Keskimääräinen henkilö levossa hengittää keskimäärin kuusi litraa ilmaa minuutissa ja tämä luku voi nousta jopa 75 litraan intensiivisen harjoituksen aikana.

Kaasunvaihto

Ilmakehässä oleva happi on kaasujen seos, joka koostuu 71% typestä, 20,9% hapesta ja pienestä osasta muita kaasuja, kuten hiilidioksidia.

Kun ilma joutuu hengitysteihin, koostumus muuttuu välittömästi. Inspiraatioprosessi kyllästää ilmaa vedellä ja kun ilma saavuttaa alveolit, se sekoitetaan aiempien inspiraatioiden jäljellä olevaan ilmaan. Tässä vaiheessa hapen osapaine pienenee ja hiilidioksidin pitoisuus kasvaa.

Hengityselinten kudoksissa kaasut liikkuvat pitoisuuksien gradienttien jälkeen. Koska hapen osapaineet ovat alveoleissa (100 mmHg) suuremmat kuin keuhkojen kapillaarien veressä (40 mm Hg), happi kulkee kapillaareihin diffuusioprosessin avulla..

Samoin hiilidioksidin pitoisuus on suurempi keuhkojen kapillaareissa (46 mmHg) kuin alveoleissa (40 mmHg), joten hiilidioksidi diffundoituu vastakkaiseen suuntaan: veren kapillaareista, alveoleihin keuhkot.

Kaasujen kuljetus

Vedessä liuenneen hapen määrä on niin pieni, että on oltava kuljetusväline, joka täyttää aineenvaihduntatarpeet. Joissakin pienikokoisissa selkärangattomissa niiden nesteisiin liuenneen hapen määrä riittää vastaamaan yksilön vaatimuksia.

Kuitenkin ihmisillä tällä tavoin kuljetettu happi saavuttaisi vain yhden prosentin vaatimuksista.

Tästä syystä happea - ja huomattavaa määrää hiilidioksidia - kuljetetaan pigmenttien läpi veressä. Kaikissa selkärankaisissa nämä pigmentit rajoittuvat punasoluihin.

Eläinten valtakunnassa yleisin pigmentti on hemoglobiini, proteiinimolekyyli, joka sisältää sen rakenteessa rautaa. Kukin molekyyli koostuu 5% hemista, joka vastaa veren punaisesta väristä ja palautuvasta sitoutumisesta hapen kanssa ja 95% globiinista.

Hapen määrä, joka voi sitoutua hemoglobiiniin, riippuu monista tekijöistä, mukaan lukien happipitoisuus: kun se on korkea, kuten kapillaareissa, hemoglobiini sitoutuu happeen; Kun konsentraatio on alhainen, proteiini vapauttaa hapen.

Muut hengitysteiden pigmentit

Vaikka hemoglobiini on hengitysteiden pigmentti, jota esiintyy kaikissa selkärankaisissa ja joissakin selkärangattomissa, se ei ole ainoa.

Joissakin äyriäisissä, äyriäisissä ja nilviäisissä on sininen pigmentti, jota kutsutaan hemosyaniiniksi. Raudan sijasta tässä molekyylissä on kaksi kupariatomia.

Neljässä monikerroksisessa perheessä on klorokruoripigmentti, proteiini, jonka rakenteessa on rautaa ja joka on vihreä. Se on samanlainen kuin hemoglobiini rakenteessa ja toiminnassa, vaikka se ei rajoitu mihinkään solurakenteeseen eikä ole plasmassa vapaa..

Lopuksi on olemassa pigmentti, jonka happipitoisuus on paljon alhaisempi kuin hemoglobiinin niminen hemeritriini. Se on punainen ja esiintyy useissa meren selkärangattomien ryhmissä.

Yleiset sairaudet

astma

Se on patologia, joka vaikuttaa hengityselimiin ja aiheuttaa sen turvotusta. Astmahyökkäyksessä hengitysteitä ympäröivät lihakset tulehtuvat ja ilmaan, joka pääsee järjestelmään, vähenee huomattavasti.

Hyökkäyksen voi käynnistää joukko aineita, joita kutsutaan allergeeneiksi, mukaan lukien lemmikkieläinten turkikset, punkit, kylmät ilmastot, elintarvikkeissa olevat kemikaalit, muotit, siitepölyt..

Keuhkopöhö

Keuhkopöhö muodostuu nesteen kertymisestä keuhkoihin, mikä estää yksilön hengityskykyä. Syyt liittyvät yleensä kongestiiviseen sydämen vajaatoimintaan, jossa sydän ei pumppau riittävästi verta.

Verisuonten lisääntynyt paine työntää nestettä keuhkojen sisäisiin ilmatiloihin, mikä vähentää hapen normaalia liikkumista keuhkoissa.

Muita keuhkoedeeman syitä ovat munuaisten vajaatoiminta, kapeat valtimot, jotka kuljettavat verta munuaisiin, myokardiitti, rytmihäiriöt, liiallinen fyysinen aktiivisuus paikkakunnalla, tiettyjen lääkkeiden käyttö..

Yleisimpiä oireita ovat hengitysvaikeudet, hengenahdistus, vaahdon tai veren heijastus ja lisääntynyt syke.

pneumonioista

Pneumoniat ovat keuhkojen infektioita ja ne voivat johtua monista mikro-organismeista, kuten bakteereista, kuten Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae ja Chlamydias pneumoniae, kuten virus tai sienet Pneumocystis jiroveci.

Se näkyy alveolaaristen tilojen tulehduksena. Se on erittäin tarttuva tauti, koska aiheuttajia voidaan levittää ilmassa ja levitä nopeasti aivastelun ja yskän kautta.

Tähän patologiaan alttiimpia ovat yli 65-vuotiaat ja terveysongelmat. Oireita ovat kuume, vilunväristykset, yskä ja flegma, hengenahdistus, hengenahdistus ja rintakipu.

Useimmissa tapauksissa ei tarvita sairaalahoitoa ja tauti voidaan hoitaa antibiooteilla (jos bakteeri-keuhkokuume) annetaan suun kautta, lepo ja nesteenotto.

keuhkoputkentulehdus

Bronkiitti on läsnä tulehdusprosessina kanaville, jotka kuljettavat happea keuhkoihin, jotka aiheutuvat infektiosta tai muista syistä. Tämä tauti luokitellaan akuutiksi ja krooniseksi.

Oireita ovat yleinen huonovointisuus, yskä ja limakalvo, hengitysvaikeudet ja rintakehän paine.

Keuhkoputkentulehduksen hoitoon on suositeltavaa ottaa aspiriini tai asetaminofeeni kuumeiden vähentämiseksi, ottaa huomattavia määriä nestettä ja levätä. Jos se johtuu bakteeri-aineesta, antibiootit otetaan.

viittaukset

  1. Ranskan, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Eläinfysiologia: mekanismit ja mukautukset. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A. J. (2005). Henkilökohtainen koulutus: perusteet, perusteet ja sovellukset. Inde.
  3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Zoologian integroidut periaatteet (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Kieli-, näkö- ja kuuloelinten anatomia. Ed. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C. H. (1986). Lääketieteellisen käytännön fysiologiset perusteet. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Liikunnan ja urheilun fysiologian perusteet. Ed. Panamericana Medical.