Åndedrettsfunksjoner, deler, drift



den luftveiene eller åndedrettsapparater omfatter en serie spesialiserte organer for å mediere utveksling av gasser, noe som involverer opptak av oksygen og eliminering av karbondioksid.

En rekke trinn som tillater ankomsten av oksygen til cellen og fjerning av karbondioksid, inkludert luftutveksling mellom atmosfæren og lungene (ventilasjon), etterfulgt av diffusjon og gassutveksling i lungen overflaten , oksygentransport og gassutveksling på mobilnivå.

Det er et variert system i dyreriket, sammensatt av ulike strukturer avhengig av studiestammen. For eksempel har fisk funksjonelle strukturer i et vannmiljø som gyllene, pattedyr har lungene og de fleste urtebrusk tracheae.

Enkeltcellede dyr, som protozoer, krever ikke spesielle strukturer for respirasjon og gassutveksling skjer ved enkel diffusjon.

Hos mennesker er systemet sammensatt av nasalfarynks, svelg, strupehode, luftrør og lunger. Sistnevnte er forgrenet suksessivt i bronkier, bronkioler og alveoler. Passiv utveksling av oksygenmolekyler og karbondioksid forekommer i alveolene.

index

  • 1 Definisjon av puste
  • 2 funksjoner
  • 3 Åndedrettsorganer i dyreriket
    • 3.1 Trakeer
    • 3,2 Gills
    • 3,3 lunger
  • 4 deler (organer) i luftveiene i mennesker
    • 4.1 Høy del eller øvre luftveier
    • 4.2 Lav del eller nedre luftveier
    • 4.3 Lungvev
    • 4.4 Ulemper ved lungene
    • 4.5 Thoracic boks
  • 5 Hvordan fungerer det?
    • 5.1 Ventilasjon
    • 5.2 Gassutveksling
    • 5.3 Transport av gasser
    • 5.4 Andre respiratoriske pigmenter
  • 6 Vanlige sykdommer
    • 6.1 astma
    • 6.2 Lungeødem
    • 6.3 Pneumonier
    • 6.4 bronkitt
  • 7 referanser

Definisjon av puste

Begrepet "puste" kan defineres på to måter. Når vi bruker ordet puster, beskriver vi virkningen av å ta oksygen og fjerne karbondioksid i det ytre miljøet.

Imidlertid omfatter pusteprepet en bredere prosess enn å bare komme inn og ut av luften i ribbeholderen. Alle mekanismer involvert i bruk av oksygen, transport i blodet og produksjon av karbondioksid forekommer på mobilnivå.

En annen måte å definere ordet åndedrett er på cellenivå, og denne prosess kalles cellulær respirasjon, hvor reaksjonen av oksygen skjer med uorganiske molekyler som produserer energi i form av ATP (adenosin trifosfat), vann og karbondioksyd.

Derfor, en mer presis måte å henvise til prosessen med å ta og utvise luften gjennom thoracic bevegelser er begrepet "ventilasjon".

funksjoner

Hovedfunksjonen i åndedrettssystemet er å orkestrere prosessene for å ta oksygen ut fra utsiden ved mekanismer for ventilasjon og cellulær respirasjon. En av avfallene i prosessen er karbondioksidet som når blodet, går til lungene og blir fjernet fra kroppen inn i atmosfæren..

Åndedrettssystemet er ansvarlig for å formidle alle disse funksjonene. Det er spesielt ansvarlig for filtrering og fukting av luften som kommer inn i kroppen, i tillegg til å filtrere uønskede molekyler.

Reguler også pH i kroppsvæsker - indirekte - kontroller konsentrasjonen av CO2, enten beholde den eller eliminere den. På den annen side er det involvert i regulering av temperatur, sekresjon av hormoner i lungen og assisterer det olfaktoriske systemet ved gjenkjenning av lukt.

Dessuten er hvert element i systemet er ansvarlig for en bestemt funksjon i neseborene varme opp luften og gi beskyttelse til bakterier, svelget, strupehodet og luftrøret mediere luftpassasje.

I tillegg svimmer inngrepet i mat og strupehode i fonasjonsprosessen. Endelig forekommer gassutvekslingsprosessen i alveolene.

Åndedrettsorganer i dyreriket

Hos små dyr, mindre enn 1 mm, kan gassutveksling skje gjennom huden. Faktisk utfører visse animalske linjer, som protozoer, svamper, cnidarians og noen ormer gassutvekslingsprosessen ved hjelp av enkel diffusjon.

I større dyr, for eksempel fisk og amfibier, er hudånding også tilstede, for å supplere pusten som gjøres av gjellene eller lungene.

For eksempel kan frosker utføre hele prosessen med gassutveksling gjennom huden i dvaletrinnene, siden disse er helt nedsenket i dammer. I tilfelle av salamanders er det eksempler som helt mangler lungene og puster gjennom huden.

Men med økningen i dyrekompleksiteten er tilstedeværelsen av spesialiserte organer for utveksling av gasser og for å imøtekomme de høye energibehovene til multicellulære dyr nødvendig.

Deretter vil anatomien til organene som medierer utveksling av gasser i forskjellige dyregrupper beskrives i detalj:

luftrør

Insekter og enkelte leddyr har et svært effektivt og direkte åndedrettssystem. Den består av et rørsystem, kalt tracheae, som strekker seg gjennom hele dyrets kropp.

Tracheaene grener i smalere rør (ca. 1 μm i diameter) kalt tranchaelae. De er opptatt av væske og slutter i direkte forbindelse med membranene i cellene.

Luften kommer inn i systemet gjennom en serie åpninger som oppfører seg som en ventil, kalt spiracles. Disse har evne til å lukke som svar på tap av vann for å forhindre uttørking. Det har også filtre for å forhindre innføring av uønskede stoffer.

Visse insekter, som bier, kan utføre kroppsbevegelser som tar sikte på å ventilere trakealsystemet.

gjellene

Gyllene, også kalt gyllene, tillater effektiv respirasjon i vannmiljøer. I kjøttpytter består de av en forlengelse av kroppens overflate, mens i marine ormer og amfibier plukker de eller tufts..

Den mest effektive er i fisken og består av et system med indre gjær. De er filamentøse strukturer med tilstrekkelig blodtilførsel som går mot vannstrømmen. Med dette systemet "motstrøm" kan du sikre maksimal utvinning av oksygen fra vann.

Ventilasjonen av gjellene er knyttet til bevegelsene til dyret og åpningen av munnen. I terrestriske miljøer mister gillene den flytende støtten av vannet, de tørker opp og filamentene kommer sammen, noe som fører til sammenbruddet av hele systemet.

Av denne grunn stenger fisken når de er ute av vannet, selv om de har store mengder oksygen rundt dem.

lunger

Lungene i vertebrater er indre hulrom, utstyrt med rikelig med beholdere hvis funksjon er å formidle gassutvekslingen med blodet. I noen hvirvelløse dyr snakker vi om "lunger", selv om disse strukturene ikke er homologe til hverandre og er mye mindre effektive.

I amfibier er lungene veldig enkle, ligner på en pose som i enkelte frosker er delt inn. Området som er tilgjengelig for utveksling øker i lungene av ikke-avianske reptiler, som er delt inn i mange sammenhengende sekker..

I fuglestammen øker effektiviteten av lungene takket være tilstedeværelsen av luftsekker, som tjener som luftreservasjonsrom i ventilasjonsprosessen.

Lungene når sin maksimale kompleksitet hos pattedyr (se neste avsnitt). Lungene er rike på bindevev og er omgitt av et tynt lag av epitel kalt visceral pleura, som fortsetter i visceral pleura, innrettet med brystveggen.

Amfibier bruke overtrykk for innføring av luft inn i lungene, mens ikke-avian reptiler, fugler og pattedyr bruker det negative trykk, hvor luften blir skjøvet inn i lungene ved ekspansjon av brystkassen.

Deler (organer) i luftveiene i mennesker

Hos mennesker, og i resten av pattedyr, består luftveiene av den høye delen, som er sammensatt med munn, nesehule, svelg og strupehode; den nedre delen av luftrøret og bronkiene og delen av lungevevvet.

Høy del eller øvre luftveier

Neseborene er strukturer som luften kommer inn i, disse blir fulgt av et nesekammer dekket av et epitel som utskiller slimete stoffer. De indre neseborene knytter seg til strupehodet (det vi ofte kalles i halsen), hvor krysset av to veier oppstår: fordøyelseskanalen og luftveiene.

Luft går gjennom åpningen av glottis, mens maten fortsetter sin vei ned i spiserøret.

Epiglottis ligger over stemmebåndene, for å hindre inntrengning av mat inn i luftveiene, å etablere en grense mellom oropharynx - parti som ligger bak i munnen - og hypofarynx - nedre ende -. Glottis åpner i strupehodet ("taleboks"), og dette gir sin vei til luftrøret.

Lav del eller nedre luftveier

Luftrøret er en rørformet kanal med en diameter på 15 til 20 mm og 11 cm i lengden. Vegggen er forsterket med bruskvæv, for å unngå sammenbrudd av strukturen, takket være det er en semi-fleksibel struktur.

Brusk er plassert i en halvmåneform i 15 eller 20 ringer, det vil si at den ikke helt omslutter luftrøret.

Tranchea grener i to bronkier, en for hver lunge. Retten er mer vertikal, sammenlignet med venstre, i tillegg til å være kortere og mer voluminøse. Etter denne første oppdelingen følger suksessive underavdelinger i lungeparenkymen.

Strukturen av bronkiene ligner luftrøret ved tilstedeværelse av brusk, muskel og slimhinner, selv om bruskplatene avtar inntil det forsvinner når bronkiene nå en diameter på 1 mm.

Innenfor dem fordeler hver bronkus i små rør som kalles bronkioler, som fører til alveolarkanalen. Alveolene har et veldig tynt lag av celler som letter utveksling av gasser med kapillærsystemet.

Lungvev

Makroskopisk er lungene delt inn i lobes av sprekker. Den rette lungen består av tre lober og venstre lunge har bare to. Den funksjonelle enheten til gassutveksling er imidlertid ikke lungene, men alveolokapillærenheten.

Alveolene er små sekker med druer som ligger i enden av bronkiolene og korresponderer med den minste inndelingen av luftveiene. De er dekket av to typer celler, jeg og II.

Type I-celler kjennetegnes ved å være tynn og tillate diffusjon av gasser. De av type II er mer enn små enn den forrige gruppen, mindre tynn, og dens funksjon er å utskille et stoff av overflateaktivtypen som letter ekspansjonen av alveolus i ventilasjon.

Cellene i epitelet er blandet med fibre av bindevev, slik at lungen er elastisk. Tilsvarende er det et omfattende nettverk av lungekapillærer hvor gassutveksling foregår.

Lungene er omgitt av en vegg med mesothelial vev kalt pleura. Dette vevet kalles vanligvis virtuelt rom, siden det ikke inneholder luft inni og bare har en væske i små mengder.

Ulemper ved lungene

En ulempe ved lungene er at utveksling av gasser skjer bare i alveol- og alveolarkanaler. Volumet av luft som når lungene, men ligger i et område hvor gassutveksling ikke forekommer, kalles dødrom.

Derfor er ventilasjonsprosessen hos mennesker ekstremt ineffektiv. Normal ventilasjon lykkes bare ved å erstatte en sjette av luften som finnes i lungene. I en tvungen pustehendelse er 20-30% av luften fanget.

Thoracic boks

Ribbeinhuset huser lungene og består av et sett med muskler og ben. Den bony komponenten er dannet av livmorhalsen og dorsal spines, ribbe bur og brystbenet. Membranen er den viktigste respiratoriske muskelen, som finnes i baksiden av huset.

Det er lagt til flere muskler i ribbeina, kalt intercostals. Andre deltar i åndedretts mekanikk som sternocleidomastoid og scalenes, som kommer fra hode og nakke. Disse elementene er satt inn i brystbenet og i de første ribber.

Hvordan virker det?

Oksygenopptak er avgjørende for prosessene med cellulær respirasjon, hvor opptaket av dette molekylet for produksjon av ATP foregår ut fra næringsstoffene som er oppnådd i forbindelse med fôring ved metabolske prosesser.

Med andre ord, oksygen tjener til å oksidere (brennende) molekyler og derved produsere energi. En av restene av denne prosessen er karbondioksid, som må utvises fra kroppen. Puste innebærer følgende hendelser:

ventilasjon

Prosessen starter med opptak av oksygen inn i atmosfæren gjennom inspirasjonsprosessen. Luften kommer inn i luftveiene gjennom neseborene, gjennom hele settet av rør som er beskrevet, til lungene.

Luftinntaket - puste - er en normalt ufrivillig prosess, men kan gå fra å være automatisk til frivillig.

I hjernen er nevronene av margen ansvarlig for normal regulering av respirasjon. Imidlertid er kroppen i stand til å regulere pusten avhengig av oksygenbehov.

En gjennomsnittlig person i hvile puster i gjennomsnitt seks liter luft per minutt, og denne tallet kan øke opptil 75 liter i perioder med intens trening.

Gassutveksling

Oksygen i atmosfæren er en blanding av gasser, sammensatt av 71% nitrogen, 20,9% oksygen og en liten brøkdel av andre gasser, som karbondioksid.

Når luften kommer inn i luftveiene, endres sammensetningen umiddelbart. Inspirasjonsprosessen metter luften med vann, og når luften når alveolene blandes den med gjenværende luft fra tidligere inspirasjoner. På dette tidspunktet reduseres partialtrykket av oksygen og det av karbondioksid øker.

I luftveiene beveger gassene seg etter gradienter av konsentrasjoner. Ettersom oksygen-partialtrykk er større i alveolene (100 mm Hg) i blod lungekapillære (40 mm Hg) oksygen føres inn i kapillarrommet ved en diffusjonsprosess.

Likeledes er konsentrasjonen av karbondioksid er høyere inn i lungekapillærene (46 mm Hg) i alveolene (40 mm Hg), så karbondioksyd diffunderer i motsatt retning, fra blodkapillærene til alveolene i lunger.

Transport av gasser

I vann er oppløseligheten av oksygen så lav at det må være et transportmiddel for å oppfylle de metabolske kravene. I noen små hvirvelløse dyr er mengden oksygen oppløst i sine væsker tilstrekkelig til å møte individets krav.

Men hos mennesker vil oksygen som transporteres på denne måten, bare nå for å møte 1% av kravene.

Av denne grunn transporteres oksygen - og en betydelig mengde karbondioksid - av pigmenter i blodet. I alle vertebrater er disse pigmentene begrenset til røde blodlegemer.

I dyreriket er det vanligste pigmentet hemoglobin, et molekyl av protein natur som inneholder jern i sin struktur. Hvert molekyl består av 5% heme, ansvarlig for blodets røde farge og reversibel binding med oksygen og 95% globin.

Mengden oksygen som kan binde seg til hemoglobin avhenger av mange faktorer, inkludert oksygenkonsentrasjon: når det er høyt, som i kapillærene, binder hemoglobin til oksygen; Når konsentrasjonen er lav, frigjør proteinet oksygenet.

Andre respiratoriske pigmenter

Selv om hemoglobin er åndedrettspigmentet som finnes i alle vertebrater og hos noen uvirvelløse dyr, er det ikke den eneste.

I noen krepsdyrdekk, krepsdyr og bløtdyr er det et blått pigment som kalles hemocyanin. I stedet for jern har dette molekylet to kobberatomer.

I fire polychaete familier er det klorokruorinpigmentet, et protein som har jern i sin struktur og er grønt. Det ligner på hemoglobin i form av struktur og funksjon, selv om det ikke er begrenset til noen cellulær struktur og er ledig i plasma.

Endelig er det et pigment med en oksygenbelastningskapasitet som er mye lavere enn den for hemoglobin som kalles hemeritrin. Det er rødt og er til stede i flere grupper av marine hvirvelløse dyr.

Vanlige sykdommer

astma

Det er en patologi som påvirker luftveiene, forårsaker hevelse. I et astmaanfall, musklene rundt luftveiene bli betent og mengden av luft som kan komme inn i systemet reduseres drastisk.

Angrepet kan utløses av en rekke stoffer som kalles allergener, inkludert pelsen til dyr, midd, kaldt vær, kjemikalier i matvarer, muggsopp, pollen etc..

Lungeødem

Et lungeødem består av opphopning av væske i lungene, som hindrer personens åndedrettsevne. Årsakene er vanligvis forbundet med kongestiv hjertesvikt, hvor hjertet ikke pumper nok blod.

Det økte trykket i blodkarene skyver væsken inn i luftromene i lungene, og reduserer dermed normal oksygenbevegelse i lungene..

Andre årsaker til lungeødem er nyresvikt, tilstedeværelsen av trange arterier som forsyner blod til nyrer, myokarditt, arytmi, fysisk aktivitet i overdrevent høyt lokalitet, anvendelse av visse stoffer, etc..

De vanligste symptomene er pusteproblemer, kortpustethet, ekspektorering av skum eller blod og økt hjertefrekvens.

pneumonias

Pneumonier er infeksjoner i lungene og kan forårsakes av en rekke mikroorganismer, inkludert bakterier som Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasma pneumoniae og Chlamydias pneumoniae, virus eller sopp som Pneumocystis jiroveci.

Det ser ut som en betennelse i alveolare rom. Det er en meget smittsom sykdom fordi de forårsakende midler kan spres gjennom luften og raskt spre seg gjennom nysing og hoste.

Folk som er mest utsatt for denne patologien inkluderer personer over 65 år og med helseproblemer. Symptomer inkluderer feber, kuldegysninger, hoste med slem, kortpustethet, kortpustethet og brystsmerter.

De fleste tilfeller krever ikke sykehusinnleggelse, og sykdommen kan behandles med antibiotika (hvis bakteriell lungebetennelse) administreres oralt, hvile og væskeinntak.

bronkitt

Bronkitt er til stede som en inflammatorisk prosess i kanalene som fører oksygen til lungene, forårsaket av infeksjon eller andre grunner. Denne sykdommen er klassifisert som akutt og kronisk.

Blant symptomene er generell ubehag, hoste med slim, pusteproblemer og brysttrykk.

For å behandle bronkitt anbefales det å ta aspirin eller acetaminophen for å redusere feber, ta betydelige mengder væske og hvile. Hvis det er forårsaket av et bakteriemiddel, tas antibiotika.

referanser

  1. Fransk, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Dyrefysiologi: Mekanismer og tilpasninger. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A.J. (2005). Personlig trening: baser, grunnleggende og applikasjoner. INDE.
  3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerte prinsipper for zoologi (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Anatomi av organer av språk, syn og hørsel. Ed. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C.H. (1986). Fysiologiske grunnlag for medisinsk praksis. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Grunnleggende om fysiologi av fysisk aktivitet og sport. Ed. Panamericana Medical.