פונקציות מערכת הנשימה, חלקים, פעולה

ה מערכת הנשימה או מנגנון הנשימה כולל סדרה של איברים מיוחדים לתווך חילופי גזים, אשר כוללת את ספיגה של חמצן חיסול פחמן דו חמצני.

יש שורה של צעדים המאפשרים את הגעתו של חמצן לתא חיסול פחמן דו חמצני, כולל חילופי האוויר בין האטמוספירה לבין הריאות (אוורור), ואחריו התפוצה והחלפת גזים על פני השטח הריאתי. , הובלת חמצן וחילופי גז ברמה התאית.

זוהי מערכת מגוונת בממלכת החי, המורכבת מבנים שונים בהתאם לשושלת של המחקר. לדוגמה, דגים יש מבנים פונקציונליים בסביבה מימית כגון זימים, יונקים יש הריאות ביותר traverae חוליות.

חיות חד תאיים, כגון פרוטוזואה, אינם דורשים מבנים מיוחדים עבור הנשימה חילופי הגז מתרחשת על ידי דיפוזיה פשוטה.

בבני אדם, המערכת מורכבת של הלוע האף, הלוע, larynx, קנה הנשימה, והריאות. אלה הם מסועפים ברצף ברונכי, ברונכיולס, ו alveoli. חילופי פאסיבית של מולקולות חמצן דו תחמוצת הפחמן מתרחשת alveoli.

אינדקס

• 1 הגדרת נשימה
• 2 פונקציות
• 3 איברי נשימה בממלכת החי
  • 3.1 קנה הנשימה
  • 3.2 זימים
  • 3.3 ריאות
• 4 חלקים (איברים) של מערכת הנשימה בבני אדם
  • 4.1 רמה גבוהה או מערכת הנשימה העליונה
  • 4.2 נמוך או נמוך בדרכי הנשימה
  • 4.3 רקמת הריאות
  • 4.4 החסרונות של הריאות
  • 4.5 קופסת החזה
• 5 איך זה עובד?
  • 5.1 אוורור
  • 5.2 החלפת גז
  • 5.3 הובלת גזים
  • 5.4 פיגמנטים נשימתיים אחרים
• 6 מחלות נפוצות
  • 6.1 אסטמה
  • 6.2 בצקת ריאותית
  • 6.3 Pneumonias
  • 6.4 ברונכיטיס
• 7 הפניות

הגדרת נשימה

המונח "נשימה" ניתן להגדיר בשתי דרכים. במילים אחרות, כאשר אנו משתמשים במילה לנשום, אנו מתארים את הפעולה של לקיחת חמצן והסרת פחמן דו חמצני לסביבה החיצונית.

עם זאת, המושג נשימה מקיף תהליך רחב יותר מאשר פשוט נכנס ויוצא האוויר בכלוב הצלעות. כל המנגנונים הקשורים לשימוש בחמצן, הובלה בדם והפקת פחמן דו חמצני מתרחשים ברמה התאית.

דרך נוספת להגדיר את המילה הנשימה היא ברמה התאית, תהליך זה נקרא הנשימה התאית, שבה התגובה של חמצן מתרחשת עם מולקולות אנאורגניות המייצרות אנרגיה בצורה של ATP (אדנוזין טריפוספט), מים ופחמן דו חמצני..

לכן, דרך מדויקת יותר להתייחס לתהליך של לקיחת וגירוש האוויר דרך תנועות החזה הוא המונח "אוורור".

פונקציות

הפונקציה העיקרית של מערכת הנשימה היא לתזמר את התהליכים של לקיחת חמצן מבחוץ על ידי מנגנוני אוורור ונשימה תאית. אחד הפסולת של התהליך הוא דו תחמוצת הפחמן שמגיע לזרם הדם, עובר לריאות ומוסר מהגוף לאטמוספירה..

מערכת הנשימה אחראית לתיווך כל הפונקציות הללו. הוא אחראי באופן ספציפי על סינון ו humidifying את האוויר כי יכנסו לגוף, בנוסף לסינון מולקולות לא רצויות.

גם לווסת את ה- pH של נוזלי הגוף - בעקיפין - שליטה על הריכוז של CO₂, או לשמור אותו או לבטל אותו. מצד שני, הוא מעורב רגולציה של טמפרטורה, הפרשת הורמונים בריאה ומסייע מערכת חוש הריח בזיהוי ריחות.

כמו כן, כל רכיב של המערכת הוא אחראי על פונקציה מסוימת: הנחיריים לחמם את האוויר ולספק הגנה חיידקים, הלוע, הגרון ואת קנה הנשימה לתווך את המעבר של האוויר.

בנוסף, הגרון מתערב במעבר של מזון וגרון בתהליך הצליל. לבסוף, תהליך החליפין הגזי מתרחשת alveoli.

איברי נשימה בממלכת החי

בבעלי חיים קטנים, פחות מ 1 מ"מ, חילופי גז יכול להתרחש דרך העור. למעשה, שושלות חיות מסוימות, כגון פרוטוזואה, ספוגים, cnidarians וכמה תולעים לבצע את תהליך החלפת הגז באמצעות דיפוזיה פשוטה.

אצל בעלי חיים גדולים יותר, כמו דגים ודו-חיים, קיימת גם נשימה בעור, על מנת להשלים את הנשימה על ידי הזימים או הריאות.

לדוגמה, צפרדעים יכולות לבצע את כל התהליך של החלפת גז דרך העור בשלבי תרדמה, שכן אלה שקועים לגמרי בבריכות. במקרה של סלמנדרות, יש דגימות שחסרות לחלוטין ריאות ונושמות את העור.

עם זאת, עם הגידול המורכבות של בעלי חיים, נוכחות של איברים מיוחדים עבור חילופי גזים כדי לענות על דרישות האנרגיה הגבוהה של בעלי חיים רב תאיים הוא הכרחי.

לאחר מכן, האנטומיה של האיברים המתווכים חילופי גזים בקבוצות חיות שונות תתואר בפירוט:

עקבות

חרקים וכמה פרוקי רגליים יש מערכת הנשימה יעיל מאוד ישיר. זה מורכב ממערכת של צינורות, הנקראים tracheae, כי להרחיב בכל הגוף של החיה.

ענף הנשימה לתוך צינורות צרים (כ 1 מיקרומטר בקוטר) נקרא tranchaelae. הם נכבשים על ידי נוזל ולסיים קשר ישיר עם הקרומים של התאים.

האוויר נכנס למערכת דרך סדרה של פתחים שמתנהגים כמו שסתום, שנקרא spiracles. אלה יש את היכולת לסגור בתגובה לאובדן מים כדי למנוע התייבשות. כמו כן יש מסננים כדי למנוע את כניסתם של חומרים לא רצויים.

חרקים מסוימים, כגון דבורים, יכולים לבצע תנועות גוף שמטרתן לאוורר את מערכת קנה הנשימה.

זימים

הזימים, המכונה גם זימים, מאפשרים נשימה יעילה בסביבות מימיות. ב echinoderms הם כוללים הרחבה של פני השטח של גופם, ואילו תולעים ימיים ו דו חיים הם נוצות או ציצים..

היעיל ביותר הוא דגים מורכב מערכת של זימים פנימיים. הם מבנים נימים עם אספקת דם נאותה כי הולך נגד זרם המים. עם מערכת זו "זרם" אתה יכול להבטיח את החילוץ המרבי של חמצן מהמים.

אוורור של הזימים קשורה בתנועות של החיה ואת הפה של הפה. בסביבות הארציות, הזימים מאבדים את תמיכתם הצפה של המים, הם מתייבשים והחוטים מתכנסים יחד, ומובילים לקריסת המערכת כולה.

מסיבה זו, דגים מחנק כאשר הם מחוץ למים, אם כי יש להם כמויות גדולות של חמצן סביבם.

הריאות

הריאות של החולייתנים הן חללים פנימיים, המסופקים עם כלי שופע שתפקידם לתווך את חילופי הגז עם הדם. אצל חסרי חוליות מסוימים אנו מדברים על "ריאות", אם כי מבנים אלה אינם הומולוגיים זה לזה והם הרבה פחות יעילים.

ב דו חיים, הריאות הם פשוטים מאוד, בדומה שק, כי כמה צפרדעים מחולק. שטח זמין עבור חילופי עולה הריאות של זוחלים שאינם avian, אשר מחולקים לשקים מחוברים רבים..

בשושלת של ציפורים, היעילות של הריאות עולה הודות לנוכחות של שקי אוויר, המשמשים מרחב מילואים אוויר בתהליך אוורור.

הריאות מגיעות למורכבות מרבית אצל היונקים (ראה סעיף הבא). הריאות עשירות ברקמת החיבור ומוקפות בשכבה דקה של אפיתל הנקראת הצוואר הקרני, הממשיך אל הצדה הקרביים, מיושר עם קירות החזה..

דו חיים להשתמש בלחץ חיובי עבור כניסת אוויר לתוך הריאות, ואילו זוחלים הלא העופות, ציפורים ויונקים להשתמש בלחץ שלילי, שבו האוויר נדחף לתוך הריאות על ידי הרחבת בית החזה.

חלקים (איברים) של מערכת הנשימה בבני אדם

אצל בני אדם, ובשאר היונקים, מערכת הנשימה מיוצגת על ידי החלק הגבוה, המורכב עם הפה, חלל האף, הלוע והלוע; החלק התחתון של קנה הנשימה וברונצ'י וחלק של רקמת הריאה.

חלק גבוה או דרכי הנשימה העליונות

הנחיריים הם המבנים שבאמצעותם נכנס האוויר, אלה ואחריו תא האף מכוסה אפיתל כי מפריש חומרים ריריים. הנחיריים הפנימיים מתחברים עם הלוע (מה שאנו מכנים בדרך כלל את הגרון), שבו עובר שני מסלולים: העיכול והנשימה.

האוויר נכנס דרך הפתיחה של glottis, בעוד האוכל ממשיך את דרכו במורד הוושט.

האפיגלוטיס ממוקם על הגלוטיס, במטרה למנוע את כניסת המזון למערכת הנשימה, תוך קביעת גבול בין חלקת האופופרנקס הממוקמת מאחורי הפה - לבין החלק התחתון של הלרינגופרינקס. את glottis נפתח הגרון ("תיבת קול") וזה בתורו מפנה את הדרך קנה הנשימה.

חלק נמוך או נמוך בדרכי הנשימה

קנה הנשימה הוא צינור בצורת צינור עם קוטר של 15 עד 20 מ"מ ו 11 ס"מ אורך. הקיר שלה מחוזק ברקמה סחוס, על מנת למנוע את קריסת המבנה, בזכות זה מבנה גמיש למחצה.

הסחוס ממוקם בצורת חצי ירח ב 15 או 20 טבעות, כלומר, זה לא לגמרי להקיף את קנה הנשימה.

ענפי הטרנצ'ה לשני ברונכי, אחד לכל ריאה. הימין הוא אנכי יותר, לעומת השמאל, בנוסף להיותו קצר יותר ויותר. לאחר החלוקה הראשונה, עוקבות משנה עוקבות בצע את פרנכימה ריאתי.

המבנה של הסמפונות דומה קנה הנשימה עקב נוכחות של סחוס, שריר רירית, אם כי צלחות cartilaginous פוחתת עד להיעלם, כאשר הסמפונות להגיע לקוטר של 1mm.

בתוכם, כל ברונכוס מתחלק לצינורות קטנים הנקראים ברונצ'יולס, המוליכים לצינור השן. Alveoli יש שכבה דקה מאוד של תאים המאפשרת החלפת גזים עם מערכת נימי.

רקמת הריאות

מקרוסקופית, הריאות מחולקות לאונות על ידי סדקים. הריאה הימנית מורכבת משלוש אונות, ולריאה השמאלית יש רק שתיים. עם זאת, היחידה הפונקציונלית של חילופי גז היא לא הריאות, אבל היחידה alveolocapillary.

Alveoli הם שקיות קטנות עם צרורות של ענבים הממוקמים בסוף bronchioles ו תואמים את החלוקה הקטנה ביותר של דרכי הנשימה. הם מכוסים על ידי שני סוגים של תאים, I ו- II.

סוג אני תאים מאופיינים להיות רזה ולאפשר דיפוזיה של גזים. אלה של סוג II הם קטנים יותר מאשר הקבוצה הקודמת, פחות רזה ותפקידה הוא להפריש חומר של סוג פעילי שטח המסייעת הרחבה של alveolus ב אוורור.

התאים של אפיתל הם interbersed עם סיבי רקמת חיבור, כך הריאה היא אלסטית. באופן דומה, יש רשת נרחבת של נימים ריאתיים שבהם מתרחשת החלפת גז.

הריאות מוקפות קיר עם רקמת mesothelial שנקרא הצדר. רקמה זו נקראת בדרך כלל שטח וירטואלי, שכן היא אינה מכילה אוויר בפנים ורק נוזל בכמויות זעירות.

החסרונות של הריאות

החיסרון של הריאות הוא כי חילופי גזים מתרחשת רק בצינורות alveoli ו alveolar. נפח האוויר שמגיע לריאות אך ממוקם באזור שבו חילופי גז אינו מתרחש, נקרא חלל מת.

לכן, תהליך אוורור בבני אדם הוא מאוד לא יעיל. אוורור רגיל רק מצליח להחליף את השישית של האוויר נמצא הריאות. באירוע נשימה בכפייה, 20-30% מהאוויר נלכד.

תיבת החזה

כלוב הצלעות מאכלס את הריאות והוא מורכב ממערכת של שרירים ועצמות. המרכיב הגרמי נוצר על ידי קוצים צוואר הרחם והגבי, כלוב הצלעות ואת עצם החזה. הסרעפת היא שריר הנשימה החשוב ביותר, שנמצא בחלק האחורי של הבית.

ישנם שרירים נוספים מוכנסים בצלעות, הנקראים intercostals. אחרים משתתפים במכניקה נשימתית כגון סטרנוקלידומסטואסט וסקאלנים, המגיעים מהראש והצוואר. אלמנטים אלה מוכנסים בחזה ובצלעות הראשונות.

איך זה עובד?

ספיגת החמצן חיונית לתהליכי הנשימה התאית, כאשר נטילת המולקולה הזו לייצור ATP מתרחשת החל מחומרים מזינים המתקבלים בתהליך האכלה בתהליכים מטבוליים.

במילים אחרות, חמצן משמש לחמצן (לשרוף) מולקולות ובכך לייצר אנרגיה. אחד שאריות של תהליך זה הוא דו תחמוצת הפחמן, אשר חייב להיות מגורש מהגוף. נשימה כוללת את האירועים הבאים:

אוורור

התהליך מתחיל עם ספיגה של חמצן לאטמוספרה באמצעות תהליך של השראה. האוויר נכנס למערכת הנשימה דרך הנחיריים, דרך כל מערכת הצינורות המתוארים, לריאות.

צריכת האוויר - נשימה - הוא תהליך לא רצוני בדרך כלל, אבל יכול לעבור מלהיות אוטומטית להתנדבות.

במוח, הנוירונים של המוח הם האחראים על הרגולציה הרגילה של הנשימה. עם זאת, הגוף הוא מסוגל לווסת נשימה בהתאם לדרישות החמצן.

אדם ממוצע במנוחה נושם בממוצע שישה ליטר אוויר לדקה, נתון זה יכול להגדיל עד 75 ליטר בתקופות של פעילות גופנית אינטנסיבית.

החלפת גז

החמצן באטמוספירה הוא תערובת של גזים, המורכבת מ -71% חנקן, 20.9% חמצן וחלק קטן של גזים אחרים, כגון פחמן דו חמצני.

כאשר האוויר נכנס למערכת הנשימה, הרכב משתנה מיד. תהליך ההשראה רווי את האוויר במים, וכאשר האוויר מגיע לאלוולי, הוא מעורבב עם האוויר השיורי מהשראות קודמות. בשלב זה הלחץ החלקי של חמצן פוחתת ואת זה של פחמן דו חמצני מגביר.

בשנת רקמות נשימה, הגזים להתקדם הדרגתי ריכוז. כאשר הלחצים החלקיים של החמצן גדולים יותר באלוולי (100 מ"מ כספית) מאשר בדם של הנימים הריאתיים, (40 מ"מ כספית) החמצן עובר לנימים דרך תהליך דיפוזיה.

כמו כן, הריכוז של דו תחמוצת הפחמן גדול יותר נימי ריאתי (46 מ"מ כספית) מאשר באלוולי (40 מ"מ כספית), ולכן דו תחמוצת הפחמן מתפזרת בכיוון ההפוך: מן הדם נימים, כדי alveoli ב ריאות.

הובלת גזים

במים, מסיסות החמצן היא כה נמוכה, כי חייב להיות אמצעי תחבורה כדי לעמוד בדרישות המטבוליות. בחלק חסרי חוליות בגודל קטן כמות החמצן מומס הנוזלים שלהם מספיק כדי לענות על הדרישות של הפרט.

עם זאת, בבני אדם מועבר חמצן בדרך זו רק להגיע כדי לעמוד 1% של הדרישות.

מסיבה זו, חמצן - כמות משמעותית של פחמן דו חמצני - מועבר על ידי פיגמנטים בדם. בכל חוליות אלה פיגמנטים מוגבלים לתאי דם אדומים.

בממלכת החי, הפיגמנט הנפוץ ביותר הוא המוגלובין, מולקולה בעלת אופי חלבון המכילה ברזל במבנהו. כל מולקולה מורכבת 5% heme, אחראי על צבע אדום של הדם ואת הפיך מחייב עם חמצן, ו 95% globin.

כמות החמצן שיכולה להיקשר המוגלובין תלויה בגורמים רבים, כולל ריכוז חמצן: כאשר הוא גבוה, כמו נימים, המוגלובין קושר חמצן; כאשר הריכוז הוא משחרר חמצן חלבון נמוך.

פיגמנטים נשימתיים אחרים

למרות המוגלובין הוא פיגמנט הנשימה הנוכחי בכל חוליות בחלק חסרי חוליות, זה לא רק.

ב כמה decapods סרטנים, cphasopods סרטנים ורכיכות יש פיגמנט כחול שנקרא המיאוצינין. במקום ברזל, יש למולקולה הזאת שני אטומי נחושת.

בארבע משפחות polychaete יש פיגמנט chlorocruorine, חלבון שיש ברזל במבנה שלו הוא ירוק. זה דומה ההמוגלובין במונחים של מבנה ותפקוד, למרות שזה לא מוגבל לכל מבנה הסלולר הוא ללא פלזמה.

לבסוף, יש פיגמנט עם קיבולת חמצן לטעון הרבה יותר נמוך מזה של המוגלובין הנקרא hemeritrin. הוא אדום והוא נוכח במספר קבוצות של חסרי חוליות ימיים.

מחלות נפוצות

אסטמה

זוהי פתולוגיה המשפיעה על דרכי הנשימה, מה שגרם לנפיחות שלה. בהתקפת אסטמה, השרירים המקיפים את דרכי הנשימה הופכים לדלקתיות וכמות האוויר היכולה להיכנס למערכת יורדת באופן דרסטי.

ההתקפה יכולה להיות מופעלת על ידי מספר החומרים הנקראים אלרגנים, כולל הפרווה של חיות מחמד, קרדית, מזג אוויר קר, כימיקלים במזונות, עובש, אבקנים וכו.

בצקת ריאותית

בצקת ריאתית מורכבת מהצטברות הנוזלים בריאות, דבר המעכב את יכולת הנשימה של הפרט. הסיבות קשורות בדרך כלל עם אי ספיקת לב, שם הלב אינו משאב מספיק דם.

לחץ מוגבר של כלי הדם דוחף את הנוזל לתוך חללי האוויר בתוך הריאות, ובכך להקטין את התנועה הרגילה של חמצן בריאות.

סיבות נוספות של בצקת ריאות הן אי ספיקת כליות, בנוכחות צמצם עורקים המספקים דם הכליות, דלקת שריר הלב, ההפרעות בקצב הלב, הפעילות הגופנית ביישוב גבוה מדי, שימוש בתרופות מסוימות, וכו '.

התסמינים השכיחים ביותר הם קשיי נשימה, קוצר נשימה, חשיפת קצף או דם ושיעור לב מוגבר.

דלקת ריאות

Pneumonias הם זיהומים של הריאות יכול להיגרם על ידי מגוון של מיקרואורגניזמים, כולל חיידקים כגון סטרפטוקוקוס דלקת ריאות, Staphylococcus aureus, המופילוס שפעת, דלקת ריאות Mycoplasmas ו Chlamydias pneumoniae, וירוס או פטריות כמו Pneumocystis jiroveci.

זה נראה כמו דלקת של חללים. זוהי מחלה מדבקת מאוד, כי סוכני סיבתי יכול להיות מופץ דרך האוויר להתפשט במהירות דרך התעטשות ושיעול.

האנשים הפגיעים ביותר לפתולוגיה זו כוללים אנשים מעל גיל 65 ובעיות בריאותיות. הסימפטומים כוללים חום, צמרמורות, שיעול עם ליחה, קוצר נשימה, קוצר נשימה וכאב בחזה.

רוב המקרים אינם דורשים אשפוז המחלה יכולה להיות מטופלים עם אנטיביוטיקה (אם דלקת ריאות חיידקית) מנוהל בעל פה, מנוחה וצריכת נוזלים.

ברונכיטיס

ברונכיטיס נוכחת כתהליך דלקתי של הצינורות שנושאים חמצן לריאות, הנגרמים על ידי זיהום או מסיבות אחרות. מחלה זו מסווגת כמו חריפה וכרונית.

בין הסימפטומים הם חולשה כללית, שיעול עם ריר, קשיי נשימה ולחץ החזה.

כדי לטפל ברונכיטיס, מומלץ לקחת אספירין או acetaminophen כדי להפחית את חום, לקחת כמויות משמעותיות של נוזל ומנוחה. אם זה נגרם על ידי סוכן חיידקי, אנטיביוטיקה נלקחים.

הפניות

1. צרפתית, ק, רנדל, ד, בורגרן, וו (1998). אקרט. פיזיולוגיה של בעלי חיים: מנגנונים והתאמות. Mc Graw-Hill Interamericana
2. Gutiérrez, A. J. (2005). אימון אישי: בסיסי, יסודות ויישומים. INDE.
3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). עקרונות משולבים של זואולוגיה (כרך 15). ניו יורק: מקגרו היל.
4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). אנטומיה של איברי השפה, הראייה והשמיעה. אד פנמריקנה מדיקל.
5. טיילור, נ 'ב', & Best, C. H. (1986). בסיסים פיזיולוגיים של פרקטיקה רפואית. Panamericana.
6. אשר, מ. (2005). יסודות הפיזיולוגיה של הפעילות הגופנית והספורט. אד פנמריקנה מדיקל.