SOLUNUM SISTEMI: IŞLEVLER, PARÇALAR, IŞLEYIŞ - BIYOLOJI

Solunum sistemi veya solunum sistemi oksijen alımının ve karbon dioksit uzaklaştırılmasını içine gaz alışverişini aracılık özel organların bir dizi ihtiva eder.

Atmosfer ile akciğerler arasında hava değişimi (havalandırma) ve ardından akciğer yüzeyinde gazların difüzyonu ve değişimi dahil olmak üzere, hücreye oksijen ulaşmasına ve karbondioksitin ortadan kaldırılmasına izin veren bir dizi adım vardır. , hücresel düzeyde oksijen taşınması ve gaz değişimi.

LadyofHats, Jmarchn, Wikimedia Commons aracılığıyla

Hayvan krallığında, çalışmanın soyuna bağlı olarak çeşitli yapılardan oluşan çeşitli bir sistemdir. Örneğin, balıklar su ortamında solungaçlar gibi işlevsel yapılara sahiptir, memelilerin akciğerleri vardır ve çoğu omurgasızın trakeası vardır.

Tek hücreli hayvanlar, tek hücreli hayvanlar gibi solunum için özel yapılara ihtiyaç duymazlar ve gaz değişimi basit difüzyonla gerçekleşir.

İnsanlarda sistem burun geçişleri, yutak, gırtlak, soluk borusu ve akciğerlerden oluşur. İkincisi, art arda bronşlara, bronşiyollere ve alveollere ayrılmıştır. Alveollerde pasif oksijen ve karbondioksit molekülleri değişimi meydana gelir.

Solunumun tanımı

"Solunum" terimi iki şekilde tanımlanabilir. Konuşma kelimesini kullandığımızda, nefes alma kelimesini kullandığımızda, oksijen alma ve karbondioksiti dış ortama atma eylemini tanımlıyoruz.

Bununla birlikte, nefes alma kavramı, havanın göğüs kafesine basit giriş ve çıkışından daha geniş bir süreci kapsamaktadır. Oksijen kullanımı, kan nakli ve karbondioksit üretimi ile ilgili tüm mekanizmalar hücresel düzeyde gerçekleşir.

Solunum kelimesini tanımlamanın ikinci bir yolu hücresel seviyededir ve bu sürece, oksijenin ATP (adenozin trifosfat), su ve karbondioksit formunda enerji üreten inorganik moleküllerle reaksiyonunun meydana geldiği hücresel solunum denir.

Bu nedenle, havayı göğüs hareketleriyle içeri alma ve dışarı atma sürecini ifade etmenin daha kesin bir yolu "havalandırma" terimidir.

Özellikleri

Solunum sisteminin temel işlevi, oksijen alımını dışarıdan havalandırma ve hücresel solunum mekanizmaları yoluyla düzenlemektir. Süreçten çıkan atıklardan biri de kan dolaşımına ulaşan, akciğerlere geçen ve vücuttan atmosfere atılan karbondioksittir.

Solunum sistemi tüm bu işlevlere aracılık etmekten sorumludur. Spesifik olarak, istenmeyen molekülleri filtrelemenin yanı sıra vücuda girecek havayı filtrelemek ve nemlendirmekten sorumludur.

Ayrıca vücut sıvılarının pH'ını düzenlemekten - dolaylı olarak - CO ₂ konsantrasyonunu kontrol etmekten , onu tutmaktan veya ortadan kaldırmaktan sorumludur . Diğer yandan akciğerde sıcaklığın düzenlenmesinde, hormon salgılanmasında rol oynar ve koku alma sistemine kokuları tespit etmede yardımcı olur.

Ek olarak, sistemin her bir öğesi belirli bir işlevi yerine getirir: Burun delikleri havayı ısıtır ve mikroplara karşı koruma sağlar, yutak, gırtlak ve trakea havanın geçişine aracılık eder.

Ek olarak, farenks, fonasyon sürecinde gıdanın geçişinde ve gırtlakta yer alır. Son olarak, alveollerde gaz değişimi süreci meydana gelir.

Hayvanlar alemindeki solunum organları

Küçük hayvanlarda, 1 mm'den küçük, deride gaz değişimi meydana gelebilir. Aslında, protozoa, süngerler, cnidarians ve bazı solucanlar gibi belirli hayvan soyları, basit difüzyon yoluyla gaz değişimi sürecini gerçekleştirir.

Balıklar ve amfibiler gibi daha büyük hayvanlarda, solungaçlar veya akciğerler tarafından gerçekleştirilen solunumu desteklemek için deri solunumu da mevcuttur.

Örneğin kurbağalar, havuzlara tamamen daldırıldıkları için, kış uykusu evrelerinde deri yoluyla tüm gaz alışverişi sürecini gerçekleştirebilirler. Semenderler söz konusu olduğunda, ciğerleri tamamen eksik olan ve deriden nefes alan örnekler vardır.

Bununla birlikte, hayvan karmaşıklığının artmasıyla birlikte, çok hücreli hayvanların yüksek enerji taleplerini karşılamak için gaz değişimi için özelleşmiş organların varlığı gereklidir.

Farklı hayvan gruplarında gaz değişimine aracılık eden organların anatomisi aşağıda ayrıntılı olarak anlatılacaktır:

Trakealar

BruceBlaus tarafından. Bu görüntüyü harici kaynaklarda kullanırken şu şekilde alıntı yapılabilir: Blausen.com personeli (2014). "Blausen Medical 2014 Tıp Galerisi". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. , Wikimedia Commons'tan

Böcekler ve bazı eklembacaklılar çok verimli ve doğrudan bir solunum sistemine sahiptir. Hayvanın vücudu boyunca uzanan ve trake adı verilen bir tüp sisteminden oluşur.

Trakea dalı, trakeal adı verilen daha dar tüplere (yaklaşık 1 µm çapında) ayrılır. Sıvı tarafından işgal edilirler ve hücre zarlarıyla doğrudan bağlantılı olarak son bulurlar.

Indolences (Dosya: Throat Diagram.svg), Wikimedia Commons aracılığıyla

Hava, sisteme hava delikleri adı verilen bir dizi valf benzeri açıklıktan girer. Bunlar kurumayı önlemek için su kaybına yanıt olarak kapanma özelliğine sahiptir. Aynı şekilde istenmeyen maddelerin girişini engelleyecek filtrelere sahiptir.

Arılar gibi bazı böcekler, trakea sisteminin havalandırılmasına yönelik vücut hareketlerini gerçekleştirebilirler.

Solungaçlar

Solungaçlar olarak da adlandırılan solungaçlar, su ortamlarında etkili solunuma izin verir. Ekinodermlerde vücutlarının yüzeyinin bir uzantısından oluşurlar, deniz solucanlarında ve amfibilerde ise püsküller veya kümelerdir.

En verimli olanlar balıklardadır ve bir iç solungaç sisteminden oluşur. Su akımına karşı gelen yeterli kan akışına sahip ipliksi yapılardır. Bu "karşı akım" sistemiyle, sudan maksimum oksijen çıkışı sağlanabilir.

Solungaçların havalandırılması, hayvanın hareketleri ve ağzın açıklığı ile ilişkilidir. Karasal ortamlarda solungaçlar suyun yüzen desteğini kaybeder, kurur ve filamentler birleşerek tüm sistemin çökmesine neden olur.

Bu nedenle balıklar etraflarında bol oksijen olmasına rağmen sudan çıktıklarında boğulurlar.

akciğer

Omurgalıların akciğerleri, işlevi kanla gaz alışverişine aracılık etmek olan bol damarlarla donatılmış iç boşluklardır. Bazı omurgasızlarda, bu yapılar birbirine homolog olmasa ve çok daha az verimli olsalar da "akciğerlerden" bahsediyoruz.

Amfibilerde akciğerler çok basittir, bazı kurbağalarda alt bölümlere ayrılmış bir torbaya benzer. Çok sayıda birbirine bağlı keseye bölünmüş olan, kuş olmayan sürüngenlerin akciğerlerinde değişim için uygun yüzey alanı artar.

Kuş soyunda, havalandırma sürecinde hava için yedek alan görevi gören hava keseciklerinin varlığı sayesinde akciğerlerin verimliliği artar.

Akciğerler, memelilerde maksimum karmaşıklığa ulaşır (bir sonraki bölüme bakın). Akciğerler bağ dokusu bakımından zengindir ve visseral plevrada devam eden ve göğüs duvarları ile aynı hizada olan viseral plevra adı verilen ince bir epitel tabakası ile çevrilidir.

Amfibiler akciğerlere hava girişi için pozitif basınç kullanırken, kuş olmayan sürüngenler, kuşlar ve memeliler, göğüs kafesinin genişlemesiyle havanın akciğerlere itildiği negatif basınç kullanır.

İnsanlarda solunum sisteminin parçaları (organları)

İnsanlarda ve diğer memelilerde solunum sistemi, ağız, burun boşluğu, yutak ve gırtlaktan oluşan üst kısımdan oluşur; alt kısım trakea ve bronşlardan ve akciğer dokusunun bir kısmından oluşur.

Üst kısım veya üst solunum yolu

Burun delikleri, havanın girdiği yapılardır, bunları mukoza maddelerini salgılayan bir epitel ile kaplı bir burun odası izler. İç burun delikleri, iki yolun kesiştiği yutakla (genellikle boğaz olarak adlandırırız) bağlantılıdır: sindirim ve solunum.

Hava glotisin açıklığından içeri girerken, yiyecekler yemek borusundan geçer.

Epiglot, gıdanın hava yollarına girişini önlemek, orofarenks - ağzın arkasında bulunan kısım - ve laringofarenks - en alt segment - arasında bir sınır oluşturmak amacıyla glotiste bulunur. Glotis larinkse ("ses kutusu") açılır ve bu da trakeaya yol açar.

Alt kısım veya alt solunum yolu

Trakea, 15-20 mm çapında ve 11 cm uzunluğunda, tüp şeklinde bir kanaldır. Yapının çökmesini önlemek için duvarı kıkırdak dokusu ile güçlendirilmiştir, bu sayede yarı esnek bir yapıdır.

Kıkırdak, 15 veya 20 halkada hilal şeklinde bulunur yani trakeayı tam olarak çevrelemez.

Tranquea, her akciğer için bir tane olmak üzere iki bronşa ayrılır. Sağ, sola göre daha dikey, daha kısa ve daha hantal. Bu ilk bölünmeden sonra, akciğer parankiminde ardışık alt bölümler gelir.

Bronşların yapısı, kıkırdak, kas ve mukoza varlığından dolayı trakeaya benzer, ancak kıkırdak plakalar, bronşlar 1 mm çapa ulaştığında kaybolana kadar azalır.

İçlerinde her bronş, alveolar kanala giden bronşiyoller adı verilen küçük tüplere ayrılır. Alveoller, kılcal sistemle gaz alışverişini kolaylaştıran tek, çok ince bir hücre katmanına sahiptir.

Akciğer dokusu

Makroskopik olarak akciğerler fissürlerle loblara ayrılır. Sağ akciğer üç lobdan oluşur ve solda yalnızca iki tane vardır. Bununla birlikte, fonksiyonel gaz değişim birimi akciğerler değil, alveolokapiller birimdir.

Alveoller, bronşiyollerin ucunda bulunan ve hava yollarının en küçük alt bölümüne karşılık gelen üzüm salkımına benzer küçük keselerdir. I ve II olmak üzere iki tür hücre ile kaplıdırlar.

Alveoli

Tip I hücreler ince olmaları ve gazların difüzyonuna izin vermeleri ile karakterizedir. Tip II olanlar, önceki gruptan daha küçüktür, daha az incedir ve işlevleri, havalandırmada alveolün genişlemesini kolaylaştıran yüzey aktif madde tipinde bir madde salgılamaktır.

Epitel hücreleri, bağ dokusu lifleri ile serpiştirilir, böylece akciğer elastik olur. Benzer şekilde, gaz değişiminin gerçekleştiği geniş bir pulmoner kılcal damar ağı vardır.

Akciğerler, plevra adı verilen bir mezotelyal doku duvarı ile çevrilidir. Bu dokuya genellikle sanal boşluk denir, çünkü içinde hava yoktur ve sadece çok küçük miktarlarda bir sıvı içerir.

Solunum Sisteminin Larinks Trakea Bronş Parçasının 3D çizimi.

Akciğerlerin dezavantajları

Akciğerlerin bir dezavantajı, gaz değişiminin sadece alveollerde ve alveolar kanalda gerçekleşmesidir. Akciğerlere ulaşan ancak gaz değişiminin gerçekleşmediği bir bölgede bulunan hava hacmine ölü boşluk denir.

Bu nedenle, insanlarda havalandırma süreci oldukça verimsizdir. Normal ventilasyon, akciğerlerde bulunan havanın yalnızca altıda birinin yerini alabilir. Zorla nefes alma olayında, havanın% 20-30'u hapsolur.

göğüs kafesi

Göğüs kafesi akciğerleri barındırır ve bir dizi kas ve kemikten oluşur. Kemik bileşeni, servikal ve dorsal omurga, göğüs kafesi ve sternumdan oluşur. Diyafram, evin arkasında bulunan en önemli solunum kasıdır.

Kaburgalara interkostal adı verilen ek kaslar vardır. Diğerleri, baş ve boyundan gelen sternokleidomastoid ve skalenler gibi solunum mekaniğine katılır. Bu elemanlar sternuma ve ilk kaburgalara yerleştirilir.

O nasıl çalışır?

Oksijen alımı, metabolik süreçler yoluyla beslenme sürecinde elde edilen besinlere dayalı olarak ATP üretimi için bu molekülün alımının gerçekleştiği hücresel solunum süreçleri için hayati önem taşır.

Başka bir deyişle, oksijen molekülleri oksitlemeye (yakmaya) ve böylece enerji üretmeye hizmet eder. Bu işlemin kalıntılarından biri, vücuttan atılması gereken karbondioksittir. Solunum aşağıdaki olayları içerir:

Havalandırma

Süreç, ilham süreci ile atmosferdeki oksijenin yakalanmasıyla başlar. Hava, solunum sistemine burun deliklerinden girerek, akciğerlere ulaşana kadar açıklanan tüm tüp setinden geçer.

Hava almak - nefes almak - normalde istemsiz bir süreçtir, ancak otomatik olmaktan gönüllülüğe geçebilir.

Beyinde, omurilikteki nöronlar, solunumun normal düzenlenmesinden sorumludur. Ancak vücut, oksijen ihtiyacına bağlı olarak solunumu düzenleyebilir.

Dinlenme durumundaki ortalama bir kişi, her dakika ortalama altı litre hava solur ve bu rakam yoğun egzersiz dönemlerinde 75 litreye çıkabilir.

Gaz takası

Atmosferdeki oksijen,% 71 nitrojen,% 20.9 oksijen ve karbondioksit gibi diğer gazların küçük bir kısmından oluşan bir gaz karışımıdır.

Hava solunum sistemine girdiğinde, bileşim hemen değişir. İnspirasyon süreci havayı suyla doyurur ve hava alveollere ulaştığında önceki inspirasyonlardan kalan hava ile karışır. Bu noktada kısmi oksijen basıncı azalır ve karbondioksit basıncı artar.

Solunum dokularında gazlar, konsantrasyon gradyanlarını takip ederek hareket eder. Alveollerde (100 mm Hg), pulmoner kılcal damarların kanına göre kısmi oksijen basınçları daha yüksek olduğu için (40 mm Hg) oksijen, difüzyon işlemiyle kılcal damarlara geçer.

Benzer şekilde, karbondioksit konsantrasyonu pulmoner kılcal damarlarda (46 mm Hg) alveollere (40 mm Hg) göre daha yüksektir, bu nedenle karbondioksit ters yönde yayılır: kan kılcal damarlarından alveollere akciğerler.

Fluid-dolu_alveolus2_ja.svg tarafından: kullanıcı: delldot (Hatsukari715 tarafından değiştirildi) türev çalışma: OSH FPaD (Fluid-dolu_alveolus2_ja.svg), Wikimedia Commons aracılığıyla

Gaz nakliyesi

Suda, oksijenin çözünürlüğü o kadar düşüktür ki, metabolik gereksinimleri karşılamak için bir taşıma aracı mevcut olmalıdır. Bazı küçük omurgasızlarda, sıvılarında çözünen oksijen miktarı, bireyin taleplerini karşılamaya yeterlidir.

Bununla birlikte, insanlarda bu şekilde taşınan oksijen, gereksinimlerin yalnızca% 1'ini karşılamaya yetecektir.

Bu nedenle oksijen - ve önemli miktarda karbondioksit - kandaki pigmentler tarafından taşınır. Tüm omurgalılarda bu pigmentler kırmızı kan hücreleriyle sınırlıdır.

Hayvanlar aleminde en yaygın pigment, yapısında demir içeren bir protein molekülü olan hemoglobindir. Her molekül, kanın kırmızı renginden ve oksijenle tersinir bağlanmadan sorumlu olan% 5 hem ve% 95 globinden oluşur.

Hemoglobine bağlanabilen oksijen miktarı, oksijen konsantrasyonu da dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır: kılcallarda olduğu gibi yüksek olduğunda, hemoglobin oksijene bağlanır; konsantrasyon düşük olduğunda, protein oksijeni serbest bırakır.

Diğer solunum pigmentleri

Hemoglobin, tüm omurgalılarda ve bazı omurgasızlarda bulunan solunum pigmenti olmasına rağmen, tek değildir.

Bazı on ayaklı kabuklularda, kafadan bacaklı kabuklularda ve yumuşakçalarda hemosiyanin adı verilen mavi bir pigment vardır. Demir yerine bu molekülün iki bakır atomu vardır.

Dört poliket ailesinde, yapısında demir bulunan ve yeşil renkli bir protein olan klorokruorin pigmenti vardır. Herhangi bir hücresel yapı ile sınırlı olmamasına ve plazmada serbest olmasına rağmen, yapı ve işlev olarak hemoglobine benzer.

Son olarak, oksijen taşıma kapasitesi hemoglobinden çok daha düşük olan hemeritrin adı verilen bir pigment vardır. Kırmızı renklidir ve çeşitli deniz omurgasız gruplarında bulunur.

Yaygın hastalıklar

Astım

Solunum yolunu etkileyen, şişmesine neden olan bir patolojidir. Astım atağında, hava yollarının etrafındaki kaslar iltihaplanır ve sisteme girebilecek hava miktarı büyük ölçüde azalır.

Saldırı, evcil hayvan kürkü, akarlar, soğuk iklimler, gıdalardaki kimyasallar, küf, polen ve diğerleri dahil olmak üzere alerjen adı verilen bir dizi maddeyle tetiklenebilir.

Akciğer ödemi

Akciğer ödemi, akciğerlerde sıvı birikmesinden oluşur ve bu da kişinin nefes almasını zorlaştırır. Nedenler genellikle kalbin yeterince kan pompalamadığı konjestif kalp yetmezliği ile ilişkilidir.

Kan damarlarında artan basınç, sıvıyı akciğerlerin içindeki hava boşluklarına iter ve böylece akciğerlerdeki oksijenin normal hareketini azaltır.

Pulmoner ödemin diğer nedenleri, böbrek yetmezliği, böbreklere kan taşıyan dar arterlerin varlığı, miyokardit, aritmiler, aşırı yüksek fiziksel aktivite, bazı ilaçların kullanılmasıdır.

En yaygın semptomlar nefes darlığı, nefes darlığı, köpük veya kan kusma ve artmış kalp atış hızıdır.

Akciğer iltihaplanması

Pnömoni, akciğer enfeksiyonlarıdır ve Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Mycoplasmas pneumoniae ve Chlamydias pneumoniae gibi bakteriler, Pneumocystis jiroveci gibi virüsler veya mantarlar dahil olmak üzere çeşitli mikroorganizmalardan kaynaklanabilir.

Alveolar boşlukların iltihabı olarak ortaya çıkar. Oldukça bulaşıcı bir hastalıktır, çünkü etken maddeler havada yayılabilir ve hapşırma ve öksürme yoluyla hızla yayılabilir.

Bu patolojiye en duyarlı kişiler 65 yaş üstü ve sağlık sorunları olan kişilerdir. Semptomlar ateş, titreme, balgamdan öksürme, nefes darlığı, nefes darlığı ve göğüs ağrısını içerir.

Vakaların çoğu hastaneye yatmayı gerektirmez ve hastalık ağızdan uygulanan antibiyotiklerle (bakteriyel pnömoni durumunda), dinlenme ve içme sıvılarıyla tedavi edilebilir.

Bronşit

Bronşit, enfeksiyondan veya başka nedenlerden dolayı akciğerlere oksijen taşıyan tüplerde iltihaplanma süreci olarak ortaya çıkar. Bu hastalık akut ve kronik olarak sınıflandırılır.

Belirtiler arasında genel halsizlik, öksürük mukus, nefes darlığı ve göğüs basıncı yer alır.

Bronşiti tedavi etmek için ateşi düşürmek, bol miktarda sıvı içmek ve dinlenmek için aspirin veya asetaminofen almanız önerilir. Bakteriyel bir ajandan kaynaklanıyorsa antibiyotik alınır.

Referanslar

French, K., Randall, D. ve Burggren, W. (1998). Eckert. Hayvan Fizyolojisi: Mekanizmalar ve Uyarlamalar. Mc Graw-Hill Interamericana
Gutiérrez, AJ (2005). Kişisel eğitim: temeller, temel bilgiler ve uygulamalar. INDE.
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC ve Garrison, C. (2001). Entegre zooloji ilkeleri (Cilt 15). New York: McGraw-Hill.
Smith-Ágreda, JM (2004). Konuşma, görme ve işitme organlarının anatomisi. Panamerican Medical Ed.
Taylor, NB ve Best, CH (1986). Tıbbi uygulamanın fizyolojik temeli. Pan American.
Yaşadı, À. M. (2005). Fiziksel aktivite ve sporun fizyolojisinin temelleri. Panamerican Medical Ed.

SOLUNUM SISTEMI: IŞLEVLER, PARÇALAR, IŞLEYIŞ - BIYOLOJI - 2025