Funktioner i andningsorganen, delar, drift



den andningsorganen eller andningsapparaten innefattar en serie specialiserade organ för att förmedla växling av gaser, vilket innefattar upptaget av syre och eliminering av koldioxid.

En serie av steg som gör ankomsten av syre till cellen och avlägsnande av koldioxid, inklusive luftutbyte mellan atmosfären och lungorna (ventilation), följt av diffusion och gasutbyte i lungan ytan , syretransport och gasutbyte på cellulär nivå.

Det är ett varierat system i djurriket, som består av olika strukturer beroende på studiens avstånd. Till exempel har fisk funktionella strukturer i en vattenmiljö som gyllor, däggdjur har lungor och mest ryggradslösa trakea.

Encelliga djur, såsom protozoer, kräver inte speciella strukturer för andning och gasutbyte sker genom enkel diffusion.

Hos människor består systemet av näsfarynx, svamp, struphuvud, luftstrupen och lungor. De senare grenas successivt i bronkier, bronkioler och alveoler. Passiv utbyte av syremolekyler och koldioxid sker i alveolerna.

index

  • 1 Definition av andning
  • 2 funktioner
  • 3 Andningsorgan i djurriket
    • 3.1 Trakeer
    • 3,2 Gills
    • 3,3 lungor
  • 4 Andningsorganen i andningsorganen hos människor
    • 4.1 Hög del eller övre luftvägarna
    • 4.2 Låg del eller nedre luftvägarna
    • 4.3 Lungvävnad
    • 4.4 Nackdelar med lungorna
    • 4.5 toraxlådan
  • 5 Hur det fungerar?
    • 5.1 Ventilation
    • 5.2 Gasutbyte
    • 5.3 Transport av gaser
    • 5.4 Andra andningspigment
  • 6 Vanliga sjukdomar
    • 6.1 astma
    • 6.2 Lungödem
    • 6.3 Pneumonier
    • 6.4 Bronkit
  • 7 referenser

Definition av andning

Termen "andning" kan definieras på två sätt. Sammantaget beskriver vi när vi använder ordet andas åtgärden att ta syre och avlägsna koldioxid till den yttre miljön.

Behandlingsbegreppet omfattar emellertid en bredare process än att bara komma in och ut ur luften i ribbburet. Alla mekanismer som är involverade i användningen av syre, transport i blodet och produktion av koldioxid uppträder på cellulär nivå.

Ett andra sätt att definiera ordet andning är på cellnivå och denna process kallas cellandning, där reaktionen av syre sker med oorganiska molekyler som producerar energi i form av ATP (adenosintrifosfat), vatten och koldioxid.

Därför är ett mer exakt sätt att hänvisa till processen att ta och utvisa luften genom thoraxrörelser termen "ventilation".

funktioner

Huvudfunktionen i andningsorganen är att orkestrera processerna för att ta syre utifrån med mekanismer för ventilation och cellulär andning. Ett av avfallets avfall är koldioxiden som når blodomloppet, passerar till lungorna och avlägsnas från kroppen till atmosfären..

Andningsorganen ansvarar för att förmedla alla dessa funktioner. Det är särskilt ansvarigt för filtrering och luftfuktning av luften som kommer in i kroppen, förutom att filtrera oönskade molekyler.

Reglera också kroppsvätskans pH - indirekt - kontrollera koncentrationen av CO2, antingen behålla det eller eliminera det. Å andra sidan är det involverat i reglering av temperatur, utsöndring av hormoner i lungan och hjälper det olfaktoriska systemet vid detektion av lukt.

Dessutom är varje del av systemet ansvarig för en specifik funktion: näsborrarna värmer luften och ger skydd mot bakterier, svamp, struphuvud och luftrör förmedlar luftens passage.

Dessutom ingriper struphuvudet i passagen av mat och struphuvud i foneringsprocessen. Slutligen sker gasutbytesprocessen i alveolerna.

Andningsorganen i djurriket

Hos små djur, mindre än 1 mm kan gasutbyte ske genom huden. Faktum är att vissa djurlinjer, såsom protozoer, svampar, cnidarians och några maskar utför gasutbytesprocessen genom enkel diffusion.

I större djur, till exempel fisk och amfibier, är huden andning också närvarande, för att komplettera andningen som görs av gallen eller lungorna.

Till exempel kan grodor utföra hela processen med gasutbyte genom huden i viloläge, eftersom dessa är helt nedsänkt i dammar. När det gäller salamandrar finns det exemplar som helt saknar lungor och andas genom huden.

Men med ökningen av djurkomplexiteten är närvaron av specialorgan för växling av gaser och för att möta de höga energibehoven hos multicellulära djur nödvändigt.

Därefter kommer anatomin hos organen som förmedlar växling av gaser i olika djurgrupper att beskrivas i detalj:

tracheas

Insekter och några leddjur har ett mycket effektivt och direkt andningsorgan. Den består av ett rörsystem, kallat trachea, som sträcker sig genom hela djurets kropp.

Trakeorna grenar sig till smalare rör (ca 1 μm i diameter) som kallas tranchaelae. De upptas av vätska och slutar i direkt samband med membranerna i cellerna.

Luften går in i systemet genom en serie öppningar som beter sig som en ventil, kallad spiracles. Dessa har förmågan att stänga som svar på förlust av vatten för att förhindra uttorkning. Det har också filter för att förhindra inmatning av oönskade ämnen.

Vissa insekter, som bin, kan utföra kroppsrörelser som syftar till att ventilera trakealsystemet.

gälar

Gyllene, även kallade gels, möjliggör effektiv andning i vattenmiljöer. Hos gravida domar de av en förlängning av kroppens yta, medan de i havsmaskar och amfibier plumar eller tufts..

Den mest effektiva finns i fisken och består av ett system av inre gölar. De är trådformiga strukturer med en tillräcklig blodtillförsel som går emot strömmen av vatten. Med detta system "motströms" kan du säkerställa maximal extraktion av syre från vatten.

Ventilation av gallen är förknippad med djurets rörelser och mynningens öppning. I terrestriska miljöer förlorar gädlarna flytande stöd av vattnet, de torkar upp och filamenten kommer samman, vilket leder till att hela systemet kollapsar.

Av denna anledning kväver fisken när de är ur vattnet, även om de har stora mängder syre runt dem.

lungor

Lungorna hos ryggradsdjur är inre hålrum, försedda med rikliga kärl vars funktion är att förmedla gasutbytet med blodet. I vissa ryggradslösa djur talar vi om "lungor", även om dessa strukturer inte är homologa med varandra och är mycket mindre effektiva.

I amfibier är lungorna mycket enkla, liknar en påse som i vissa grodor är uppdelad. Området som är tillgängligt för växlingar ökar i lungorna av icke-avianska reptiler, vilka är indelade i många sammanlänkade säckar..

I fågellinjen ökar lungens effektivitet tack vare närvaron av luftsäckar som fungerar som ett luftreserveringsutrymme i ventilationsprocessen.

Lungorna når sin maximala komplexitet hos däggdjur (se nästa avsnitt). Lungorna är rik på bindväv och är omgivna av ett tunt skikt av epitel som kallas den viscerala pleura, som fortsätter in i den viscerala pleura, i linje med bröstets väggar..

Amfibier använder positivt tryck för inträde av luft in i lungorna, medan icke-avian reptiler, fåglar och däggdjur använder det negativa trycket, där luften trycks in i lungorna genom expansionen av bröstkorgen.

Andningsorganen i andningsorganen hos människor

Hos människor och i resten av däggdjur utgöres andningsorganen av den höga delen, som är sammansatt med mun, nässhålighet, struphuvud och struphuvud; den nedre delen av luftstrupen och bronkierna och delen av lungvävnaden.

Hög del eller övre luftvägarna

Näsborrarna är de strukturer genom vilka luft kommer in, dessa följs av en näskammare som täcks av ett epitel som utsöndrar slemhinnor. De inre näsborren ansluter sig till struphuvudet (det som vi vanligtvis kallar halsen), där korsningen av två vägar uppstår: matsmältningen och andningsorganen.

Luft går in genom glottisöppningen, medan maten fortsätter sin väg ner i matstrupen.

Struplocket ligger ovanför stämbanden, för att förhindra införsel av livsmedel i luftvägarna, upprättande av en gräns mellan orofarynx - delen placerad bakom munnen - och hypofarynx - nedre änden -. Glottis öppnar i struphuvudet ("röstlåda") och detta ger i sin tur vägen till luftröret.

Låg del eller nedre luftvägarna

Trachea är en rörformig kanal med en diameter av 15 till 20 mm och 11 cm i längd. Dess vägg är förstärkt med broskvävnad, för att undvika strukturens sammanbrott, tack vare det är en halvböjlig struktur.

Brosket är beläget i en halvmåneform i 15 eller 20 ringar, det vill säga att den inte helt omger luftröret.

Tranchea grenar i två bronkier, en för varje lunga. Rätten är mer vertikal jämfört med vänster, förutom att den är kortare och mer voluminös. Efter denna första delning följer successiva underavdelningar i lungparenkymen.

Strukturen hos bronkierna liknar luftröret på grund av närvaron av brosk, muskler och slemhinna, även om de bruskformiga plåtarna minskar tills de försvinner, när bronkierna når en diameter av 1 mm.

Inom dem delar varje bronchus i små rör som kallas bronkioler, vilket leder till alveolärkanalen. Alveolerna har ett mycket tunt lager av celler som underlättar utbytet av gaser med kapillärsystemet.

Lungvävnad

Makroskopiskt är lungorna uppdelade i lobes av sprickor. Rätt lunga består av tre lober och vänster lunga har bara två. Den funktionella enheten för gasutbyte är dock inte lungorna, men alveolokapillärenheten.

Alveolerna är små säckar med druvor som ligger i slutet av bronkiolen och motsvarar den minsta indelningen av luftvägarna. De är täckta av två typer av celler, I och II.

Typ I-celler kännetecknas av att de är tunna och tillåter diffusion av gaser. De av typ II är mer än små än den föregående gruppen, mindre tunna och dess funktion är att utsöndra en substans av ytaktivt ämne som underlättar expansionen av alveolus i ventilation.

Epitelcellerna är blandade med fibrer i bindväv, så att lungan är elastisk. På liknande sätt finns ett omfattande nätverk av lungkapillärer där gasutbyte sker.

Lungorna är omgivna av en mur med mesotelial vävnad som kallas pleura. Denna vävnad kallas vanligtvis virtuellt utrymme, eftersom det inte innehåller luft inuti och bara har en vätska i små mängder.

Nackdelar med lungorna

En nackdel med lungorna är att växlingen av gaser endast sker i alveol- och alveolärkanalerna. Volymen av luft som når lungorna men ligger i ett område där gasutbyte inte uppstår kallas dödutrymme.

Därför är ventilationsprocessen hos människor extremt ineffektiv. Normal ventilation lyckas bara med att ersätta en sjätte av luften som finns i lungorna. Vid en tvingad andningshändelse är 20-30% av luften fångad.

Thoracic box

Ribbehållaren rymmer lungorna och består av en uppsättning muskler och ben. Den beniga komponenten är formad av livmoderhalsen och dorsala ryggraden, ryggburen och båren. Membranet är den viktigaste respiratoriska muskeln, som finns i baksidan av huset.

Det finns ytterligare muskler i ribborna, kallad intercostals. Andra deltar i andningsmekaniker som sternocleidomastoid och skalar, som kommer från huvud och nacke. Dessa element sätts in i sternum och i de första revbenen.

Hur fungerar det?

Syreupptagning är avgörande för processerna för cellulär andning, där upptagningen av denna molekyl för produktion av ATP sker med utgångspunkt från de näringsämnen som erhålls vid matningsprocessen genom metaboliska processer.

Med andra ord tjänar syre till att oxidera (bränna) molekyler och därigenom producera energi. En av resterna i denna process är koldioxid, som måste utvisas från kroppen. Andning innebär följande händelser:

ventilation

Processen börjar med upptaget av syre i atmosfären genom inspirationsprocessen. Luften kommer in i andningsorganen genom näsborren genom hela uppsättningen rör som beskrivs till lungorna.

Luftintaget - andning - är en normalt ofrivillig process men kan gå från att vara automatisk till frivillig.

I hjärnan ansvarar nervens neuroner för normal reglering av andning. Emellertid kan kroppen reglera andningen beroende på syrebehov.

En genomsnittlig person i vila andas i genomsnitt sex liter luft per minut och denna siffra kan öka upp till 75 liter under perioder med intensiv träning.

Gasutbyte

Syre i atmosfären är en blandning av gaser, som består av 71% kväve, 20,9% syre och en liten del av andra gaser, såsom koldioxid.

När luften kommer in i luftvägarna förändras kompositionen omedelbart. Inspirationsprocessen mättar luften med vatten och när luften når alveolerna blandas den med återstående luft från tidigare inspirationer. Vid denna tidpunkt sjunker partialtrycket av syre och koldioxidökningen ökar.

I luftvägarna rör sig gaserna efter gradvisa koncentrationer. Eftersom partialtryck av syre är större i alveolerna (100 mm Hg) än i blodet i lungkapillärerna (40 mm Hg) passerar syret till kapillärerna genom en diffusionsprocess.

Likaså är koncentrationen av koldioxid högre i de pulmonella kapillärer (46 mm Hg) i alveolerna (40 mm Hg), så koldioxid diffunderar i motsatt riktning, från blod kapillärerna till alveolerna i lungor.

Transport av gaser

I vatten är lösligheten av syre så låg att det måste finnas ett transportmedel för att möta de metaboliska kraven. I vissa små ryggradslösa djur är mängden syre upplöst i sina vätskor tillräckligt för att möta individens krav.

Men hos människor skulle syre transporterat på detta sätt bara nå för att möta 1% av kraven.

Av detta skäl transporteras syre - och en betydande mängd koldioxid - av pigment i blodet. I alla ryggradsdjur begränsas dessa pigment till röda blodkroppar.

I djurriket är det vanligaste pigmentet hemoglobin, en molekyl av protein natur som innehåller järn i sin struktur. Varje molekyl består av 5% hem, som är ansvarig för blodets röda färg och den reversibla bindningen med syre och 95% globin.

Mängden syre som kan binda till hemoglobin beror på många faktorer, inklusive syrekoncentration: när det är högt, liksom i kapillärer, binder hemoglobin till syre; När koncentrationen är låg frigörs syret syret.

Andra andningspigment

Trots att hemoglobin är andningspigmentet som finns i alla ryggradsdjur och hos vissa ryggradslösa djur är det inte det enda.

I vissa kräftdjurens decapoder, kräftdjurs bläckfiskar och blötdjur finns ett blått pigment som kallas hemocyanin. Istället för järn har denna molekyl två kopparatomer.

I fyra polychaetefamiljer finns klorokruorinpigmentet, ett protein som har järn i sin struktur och är grönt. Det liknar hemoglobin när det gäller struktur och funktion, även om det inte är begränsat till någon cellulär struktur och är fri i plasma.

Slutligen finns ett pigment med en syrekapacitet som är mycket lägre än den för hemoglobin som kallas hemeritrin. Det är rött och förekommer i flera grupper av marina ryggradslösa djur.

Vanliga sjukdomar

astma

Det är en patologi som påverkar luftvägarna, vilket orsakar svullnad. Vid astmaanfall blir musklerna som omger luftvägarna inflammerade och mängden luft som kan komma in i systemet minskar drastiskt.

Attacken kan utlösas av en serie ämnen som kallas allergener, inklusive päls av husdjur, kvalster, kalla klimat, kemikalier som finns i mat, mögel, pollen, bland andra..

Lungödem

Ett lungödem består av ackumulering av vätska i lungorna, vilket hindrar individenes andningsförmåga. Orsakerna brukar vara förknippade med hjärtsvikt, där hjärtat inte pumpar tillräckligt med blod.

Det ökade trycket i blodkärlen pressar vätskan in i luftrummet inuti lungorna, vilket minskar normal syreförflyttning i lungorna.

Andra orsaker till lungödem är njursvikt, närvaron av smala artärer som bär blod till njurarna, myokardit, arytmier, överdriven fysisk aktivitet i ort, bland annat användning av vissa läkemedel..

De vanligaste symptomen är andningssvårigheter, andfåddhet, expectoration av skum eller blod och ökad hjärtfrekvens.

lunginflammationer

Pneumoni är infektioner i lungorna och kan orsakas av en mängd olika mikroorganismer, inklusive bakterier som Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae och Chlamydias pneumoniae, virus eller svampar som Pneumocystis jiroveci.

Det verkar som en inflammation i de alveolära utrymmena. Det är en mycket smittsam sjukdom, eftersom orsaksmedlen kan spridas genom luften och sprida sig snabbt genom nysning och hosta.

De personer som är mest mottagliga för denna patologi inkluderar personer över 65 år och med hälsoproblem. Symtom inkluderar feber, frossa, hosta med slem, andfåddhet, andfåddhet och bröstsmärta.

De flesta fall kräver inte sjukhusvistelse och sjukdomen kan behandlas med antibiotika (om bakteriell lunginflammation) administreras oralt, vila och vätskeintag.

bronkit

Bronkit är närvarande som en inflammatorisk process av kanalerna som bär syre till lungorna, orsakad av en infektion eller av andra skäl. Denna sjukdom är klassad som akut och kronisk.

Bland symtomen är allmän sjukdom, hosta med slem, andningssvårigheter och brösttryck.

För att behandla bronkit rekommenderas att du tar acetylsalicylsyra eller acetaminofen för att minska feberna, ta betydande mängder vätska och vila. Om det orsakas av ett bakteriemedel, tas antibiotika.

referenser

  1. French, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Djurfysiologi: Mekanismer och anpassningar. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A.J. (2005). Personlig träning: baser, grunder och tillämpningar. INDE.
  3. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer (Volym 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Anatomi av organs språk, syn och hörsel. Ed. Panamericana Medical.
  5. Taylor, N. B., & Best, C.H. (1986). Fysiologiska grunderna för medicinsk praxis. Panamericana.
  6. Vived, À. M. (2005). Grunden för fysiologi av fysisk aktivitet och sport. Ed. Panamericana Medical.