Układ oddechowy i jak oddychamy

Źródło: LEONELLO CALVETTI / Getty Images

Układ oddechowy składa się z grupy mięśni, naczyń krwionośnych i narządów, które umożliwiają nam oddychanie. Podstawową funkcją tego systemu jest dostarczanie tkankom i komórkom życiodajnego tlenu, jednocześnie wydalając dwutlenek węgla. Gazy te są transportowane przez krew do miejsc wymiany gazowej (płuca i komórki) przez układ krążenia. Oprócz oddychania układ oddechowy wspomaga również wokalizację i zmysł węchu.

Struktury układu oddechowego

Struktury układu oddechowego pomagają wprowadzać powietrze z otoczenia do organizmu i usuwać z organizmu odpady gazowe. Struktury te są zazwyczaj podzielone na trzy główne kategorie: drogi oddechowe, naczynia płucne i mięśnie oddechowe.

Korytarze powietrzne

Nos i usta:otwory, które umożliwiają przepływ powietrza z zewnątrz do płuc.Gardło(gardło): kieruje powietrze z nosa i ust do krtani.Krtań(skrzynka głosowa): kieruje powietrze do tchawicy i zawiera struny głosowe do wokalizacji.Tchawica(tchawicy): dzieli się na lewą i prawą oskrzela, które kierują powietrze do lewego i prawego płuca.

Naczynia płucne

Płuca:sparowane narządy w jamie klatki piersiowej, które umożliwiają wymianę gazową między krwią a powietrzem. Płuca są podzielone na pięć płatów.Oskrzela:rurki w płucach, które kierują powietrze do oskrzelików i wypuszczają powietrze z płuc.Oskrzeliki:mniejsze oskrzela w płucach, które kierują powietrze do małych pęcherzyków płucnych.Pęcherzyki:końcowe woreczki oskrzelikowe, które są otoczone naczyniami włosowatymi i stanowią powierzchnie oddechowe płuc.Tętnice płucne:naczynia krwionośne, które transportują ubogą w tlen krew z serca do płuc.Żyły płucne:naczynia krwionośne, które transportują bogatą w tlen krew z płuc z powrotem do serca.

Mięśnie oddechowe

Membrana:przegroda mięśniowa oddzielająca jamę klatki piersiowej od jamy brzusznej. Kurczy się i rozluźnia, aby umożliwić oddychanie.Mięśnie międzyżebrowe:kilka grup mięśni znajdujących się między żebrami, które pomagają rozszerzać i zmniejszać klatkę piersiową, aby pomóc w oddychaniu.Mięśnie brzucha:pomoc w szybszym wydychaniu powietrza.

Jak oddychamy

Dorling Kindersley/Getty Images

Oddychanie to złożony proces fizjologiczny, który jest wykonywany przez struktury układu oddechowego. Istnieje wiele aspektów związanych z oddychaniem. Powietrze musi mieć możliwość wpływania do płuc i wypływania z nich. Musi istnieć możliwość wymiany gazów między powietrzem a krwią, a także między krwią a komórkami ciała. Wszystkie te czynniki muszą być pod ścisłą kontrolą, a układ oddechowy musi być w stanie w razie potrzeby reagować na zmieniające się wymagania.

Wdech i wydech

Powietrze jest wprowadzane do płuc w wyniku działania mięśni oddechowych. Przepona ma kształt kopuły i znajduje się na maksymalnej wysokości, gdy jest rozluźniona. Ten kształt zmniejsza objętość w jamie klatki piersiowej. Gdy przepona się kurczy, przepona przesuwa się w dół, a mięśnie międzyżebrowe wysuwają się na zewnątrz. Działania te zwiększają objętość klatki piersiowej i obniżają ciśnienie powietrza w płucach. Niższe ciśnienie powietrza w płucach powoduje, że powietrze jest wciągane do płuc przez drogi nosowe, aż do wyrównania się różnic ciśnień. Kiedy przepona ponownie się rozluźnia, przestrzeń w klatce piersiowej zmniejsza się, a powietrze jest wypychane z płuc.

Giełda Gazu

Powietrze dostarczane do płuc ze środowiska zewnętrznego zawiera tlen potrzebny tkankom ciała. To powietrze wypełnia małe pęcherzyki w płucach zwane pęcherzykami płucnymi. Tętnice płucne transportują ubogą w tlen krew zawierającą dwutlenek węgla do płuc. Te tętnice tworzą mniejsze naczynia krwionośne zwane tętniczkami, które wysyłają krew do kapilary otaczające miliony pęcherzyków płucnych. Pęcherzyki płucne są pokryte wilgotnym filmem, który rozpuszcza powietrze. Poziom tlenu w pęcherzykach płucnych jest wyższy niż poziom tlenu w naczyniach włosowatych otaczających pęcherzyki. W rezultacie tlen rozprasza przez cienki śródbłonek pęcherzyków płucnych do krwi w otaczających naczyniach włosowatych. Jednocześnie dwutlenek węgla dyfunduje z krwi do pęcherzyków płucnych i jest wydychany przez kanały powietrzne. Bogata w tlen krew jest następnie transportowana dosercegdzie jest wypompowywany do reszty ciała.

Podobna wymiana gazów zachodzi w tkankach i komórkach ciała. Tlen używany przez komórki i tkanki musi zostać wymieniony. Gazowe produkty odpadowe oddychania komórkowego, takie jak dwutlenek węgla, muszą zostać usunięte. Odbywa się to poprzez krążenie sercowo-naczyniowe. Dwutlenek węgla dyfunduje z komórek do krwi i jest transportowany żyłami do serca. Tlen we krwi tętniczej dyfunduje z krwi do komórek.

Kontrola układu oddechowego

Proces oddychania odbywa się pod kierunkiem obwodowego układu nerwowego (PNS). Autonomiczny system PNS kontroluje mimowolne procesy, takie jak oddychanie. Rdzeń przedłużony mózgu reguluje oddychanie. Neurony w rdzeniu wysyłają sygnały do ​​przepony i mięśni międzyżebrowych, aby regulować skurcze, które inicjują proces oddychania. Ośrodki oddechowe w rdzeniu kontrolują częstość oddychania i w razie potrzeby mogą przyspieszyć lub spowolnić ten proces. Czujniki w płucach, mózgu, naczyniach krwionośnych i mięśniach monitorują zmiany stężenia gazów i ostrzegają o tych zmianach ośrodki oddechowe. Czujniki w kanałach powietrznych wykrywają obecność czynników drażniących, takich jak dym, pyłek kwiatowy lub woda. Czujniki te wysyłają sygnały nerwowe do ośrodków oddechowych, aby wywołać kaszel lub kichanie w celu usunięcia substancji drażniących. Na oddychanie można również dobrowolnie wpływać: Kora mózgowa . To pozwala dobrowolnie przyspieszyć tempo oddychania lub utrzymać oddech . Działania te mogą jednak zostać przesłonięte przez autonomiczny układ nerwowy.

Infekcja drog oddechowych

Obrazy BSIP/UIG/Getty

Infekcje układu oddechowego są powszechne, ponieważ struktury oddechowe są narażone na działanie środowiska zewnętrznego. Struktury oddechowe czasami stykają się z czynnikami zakaźnymi, takimi jak bakteria oraz wirusy . Te zarazki infekują drogi oddechowe papierowa chusteczka powoduje stan zapalny i może wpływać na górne drogi oddechowe, jak również na dolne drogi oddechowe.

Przeziębienie jest najbardziej zauważalną postacią infekcji górnych dróg oddechowych. Inne rodzaje infekcji górnych dróg oddechowych obejmują zapalenie zatok (zapalenie zatok), zapalenie migdałków (zapalenie migdałków), zapalenie nagłośni (zapalenie nagłośni obejmującej tchawicę), zapalenie krtani (zapalenie krtani) i grypę.

Infekcje dolnych dróg oddechowych są często znacznie bardziej niebezpieczne niż infekcje górnych dróg oddechowych. Struktury dolnych dróg oddechowych obejmują tchawicę, oskrzela i płuca . Zapalenie oskrzeli (zapalenie oskrzeli), zapalenie płuc (zapalenie pęcherzyków płucnych), gruźlica i grypa to rodzaje infekcji dolnych dróg oddechowych.

Kluczowe dania na wynos

• Układ oddechowy umożliwia organizmom oddychanie. Jego składniki to grupa mięśni, naczyń krwionośnych i narządów. Jego podstawową funkcją jest dostarczanie tlenu przy wydalaniu dwutlenku węgla.
• Struktury układu oddechowego można podzielić na trzy główne kategorie: drogi oddechowe, naczynia płucne i mięśnie oddechowe.
• Przykłady struktur oddechowych obejmują nos, usta, płuca i przeponę.
• W procesie oddychania powietrze wpływa do i z płuc. Gazy są wymieniane między powietrzem a krwią. Gazy są również wymieniane między krwią a komórkami ciała.
• Wszystkie aspekty oddychania są pod ścisłą kontrolą, ponieważ układ oddechowy musi być w stanie przystosować się do zmieniających się potrzeb.
• Infekcje układu oddechowego mogą być powszechne, ponieważ jego struktury składowe są narażone na działanie środowiska. Bakterie i wirusy mogą infekować układ oddechowy i powodować choroby.

Źródła

• „Jak działają płuca”. Narodowy Instytut Serca Płuc i Krwi , Departament Zdrowia i Opieki Społecznej Stanów Zjednoczonych, www.nhlbi.nih.gov/health/health-topics/topics/hlw/system.