Chức năng hệ hô hấp, bộ phận, hoạt động



các hệ hô hấp hoặc bộ máy hô hấp bao gồm một loạt các cơ quan chuyên môn để trung gian trao đổi khí, liên quan đến việc hấp thụ oxy và loại bỏ carbon dioxide.

Có một loạt các bước cho phép oxy đến tế bào và loại bỏ carbon dioxide, bao gồm trao đổi không khí giữa khí quyển và phổi (thông khí), sau đó là khuếch tán và trao đổi khí trên bề mặt phổi. , vận chuyển oxy và trao đổi khí ở cấp độ tế bào.

Nó là một hệ thống đa dạng trong vương quốc động vật, bao gồm các cấu trúc đa dạng tùy thuộc vào dòng dõi nghiên cứu. Ví dụ, cá có cấu trúc chức năng trong môi trường nước như mang, động vật có vú và hầu hết các động vật không xương sống.

Động vật đơn bào, chẳng hạn như động vật nguyên sinh, không yêu cầu cấu trúc đặc biệt để hô hấp và trao đổi khí xảy ra bằng cách khuếch tán đơn giản.

Ở người, hệ thống này bao gồm hầu họng, hầu họng, thanh quản, khí quản và phổi. Loại thứ hai được phân nhánh liên tiếp trong phế quản, tiểu phế quản và phế nang. Trao đổi thụ động các phân tử oxy và carbon dioxide xảy ra trong phế nang.

Chỉ số

  • 1 Định nghĩa về hơi thở
  • 2 chức năng
  • 3 cơ quan hô hấp trong vương quốc động vật
    • 3.1 Trạch
    • 3.2 Mang
    • 3.3 Phổi
  • 4 bộ phận (cơ quan) của hệ hô hấp ở người
    • 4.1 Đường hô hấp trên hoặc cao
    • 4.2 Đường hô hấp thấp hoặc thấp
    • 4.3 Mô phổi
    • 4.4 Nhược điểm của phổi
    • 4.5 Hộp lồng ngực
  • 5 Cách thức hoạt động?
    • 5.1 Thông gió
    • 5.2 Trao đổi khí
    • 5.3 Vận chuyển khí
    • 5.4 Các sắc tố hô hấp khác
  • 6 bệnh thường gặp
    • 6.1 Hen suyễn
    • 6.2 Phù phổi
    • 6.3 Viêm phổi
    • 6.4 Viêm phế quản
  • 7 tài liệu tham khảo

Định nghĩa của hơi thở

Thuật ngữ "thở" có thể được định nghĩa theo hai cách. Thông thường, khi chúng ta sử dụng từ thở, chúng ta đang mô tả hành động lấy oxy và loại bỏ carbon dioxide ra môi trường bên ngoài.

Tuy nhiên, khái niệm về hơi thở bao gồm một quá trình rộng lớn hơn là chỉ đơn giản là đi vào và thoát ra không khí trong lồng xương sườn. Tất cả các cơ chế liên quan đến việc sử dụng oxy, vận chuyển trong máu và sản xuất carbon dioxide xảy ra ở cấp độ tế bào.

Cách thứ hai để định nghĩa hô hấp từ là ở cấp độ tế bào và quá trình này được gọi là hô hấp tế bào, trong đó phản ứng oxy xảy ra với các phân tử vô cơ tạo ra năng lượng dưới dạng ATP (adenosine triphosphate), nước và carbon dioxide..

Do đó, một cách chính xác hơn để đề cập đến quá trình lấy và đẩy không khí qua các chuyển động của ngực là thuật ngữ "thông gió".

Chức năng

Chức năng chính của hệ hô hấp là điều phối các quá trình lấy oxy từ bên ngoài bằng cơ chế thông khí và hô hấp tế bào. Một trong những chất thải của quá trình là carbon dioxide đi vào máu, đi đến phổi và được đưa ra khỏi cơ thể vào khí quyển..

Hệ thống hô hấp chịu trách nhiệm trung gian tất cả các chức năng này. Nó đặc biệt chịu trách nhiệm lọc và làm ẩm không khí sẽ đi vào cơ thể, ngoài việc lọc các phân tử không mong muốn.

Cũng điều chỉnh độ pH của chất lỏng cơ thể - gián tiếp - kiểm soát nồng độ CO2, hoặc giữ lại hoặc loại bỏ nó. Mặt khác, nó liên quan đến việc điều chỉnh nhiệt độ, bài tiết hormone trong phổi và hỗ trợ hệ thống khứu giác trong việc phát hiện mùi hôi.

Ngoài ra, mỗi yếu tố của hệ thống chịu trách nhiệm cho một chức năng cụ thể: lỗ mũi làm nóng không khí và cung cấp sự bảo vệ cho vi trùng, hầu họng, thanh quản và khí quản làm trung gian cho không khí đi qua.

Ngoài ra, hầu họng can thiệp vào việc truyền thức ăn và thanh quản trong quá trình phát âm. Cuối cùng, quá trình trao đổi khí xảy ra trong phế nang.

Cơ quan hô hấp trong vương quốc động vật

Ở động vật nhỏ, dưới 1 mm, trao đổi khí có thể xảy ra qua da. Trên thực tế, một số dòng động vật nhất định, chẳng hạn như động vật nguyên sinh, bọt biển, cnidarians và một số loài giun thực hiện quá trình trao đổi khí bằng phương pháp khuếch tán đơn giản.

Ở động vật lớn hơn, chẳng hạn như cá và động vật lưỡng cư, hô hấp da cũng có mặt, để bổ sung cho hơi thở được thực hiện bởi mang hoặc phổi.

Ví dụ, ếch có thể thực hiện toàn bộ quá trình trao đổi khí qua da trong giai đoạn ngủ đông, vì chúng hoàn toàn chìm trong ao. Trong trường hợp kỳ nhông, có những mẫu vật hoàn toàn thiếu phổi và thở qua da.

Tuy nhiên, với sự gia tăng độ phức tạp của động vật, sự hiện diện của các cơ quan chuyên môn để trao đổi khí và để đáp ứng nhu cầu năng lượng cao của động vật đa bào là cần thiết.

Tiếp theo, giải phẫu của các cơ quan trung gian trao đổi khí trong các nhóm động vật khác nhau sẽ được mô tả chi tiết:

Dấu vết

Côn trùng và một số động vật chân đốt có hệ hô hấp rất hiệu quả và trực tiếp. Nó bao gồm một hệ thống các ống, được gọi là tracheae, kéo dài khắp cơ thể của động vật.

Các nhánh khí quản thành các ống hẹp hơn (đường kính khoảng 1 μm) được gọi là tranchaelae. Chúng bị chiếm bởi chất lỏng và kết thúc liên kết trực tiếp với màng tế bào.

Không khí đi vào hệ thống thông qua một loạt các lỗ mở hoạt động giống như một cái van, được gọi là xoắn ốc. Chúng có khả năng đóng để đáp ứng với việc mất nước để ngăn ngừa hút ẩm. Nó cũng có các bộ lọc để ngăn chặn sự xâm nhập của các chất không mong muốn.

Một số côn trùng, chẳng hạn như ong, có thể thực hiện các chuyển động cơ thể nhằm mục đích thông gió hệ thống khí quản.

Mang

Các mang, còn được gọi là mang, cho phép hô hấp hiệu quả trong môi trường nước. Trong echinoderms chúng bao gồm một phần mở rộng của bề mặt cơ thể của chúng, trong khi ở giun biển và động vật lưỡng cư, chúng là những chùm lông hoặc búi..

Hiệu quả nhất là ở cá và bao gồm một hệ thống mang nội bộ. Chúng là những cấu trúc dạng sợi với nguồn cung cấp máu đầy đủ đi ngược lại với dòng nước. Với hệ thống "ngược dòng" này, bạn có thể đảm bảo khai thác tối đa oxy từ nước.

Sự thông thoáng của mang có liên quan đến chuyển động của động vật và mở miệng. Trong môi trường trên cạn, mang bị mất sự hỗ trợ nổi của nước, chúng cạn kiệt và các sợi tơ kết hợp với nhau, dẫn đến sự sụp đổ của toàn bộ hệ thống.

Vì lý do này, cá chết ngạt khi ra khỏi nước, mặc dù chúng có một lượng lớn oxy xung quanh chúng.

Phổi

Phổi của động vật có xương sống là các khoang bên trong, được cung cấp các mạch phong phú có chức năng trung gian trao đổi khí với máu. Ở một số động vật không xương sống chúng ta nói về "phổi", mặc dù các cấu trúc này không tương đồng với nhau và kém hiệu quả hơn nhiều.

Ở động vật lưỡng cư, phổi rất đơn giản, tương tự như một cái túi mà ở một số loài ếch bị chia nhỏ. Khu vực có sẵn để trao đổi tăng trong phổi của các loài bò sát không phải chim, được chia thành nhiều túi liên kết với nhau..

Trong dòng dõi của các loài chim, hiệu quả của phổi tăng lên nhờ sự hiện diện của các túi khí, đóng vai trò là không gian dự trữ không khí trong quá trình thông gió.

Phổi đạt đến độ phức tạp tối đa của chúng ở động vật có vú (xem phần tiếp theo). Phổi rất giàu mô liên kết và được bao quanh bởi một lớp biểu mô mỏng gọi là màng phổi nội tạng, tiếp tục vào màng phổi nội tạng, thẳng hàng với thành ngực..

Động vật lưỡng cư sử dụng áp lực dương để đưa không khí vào phổi, trong khi các loài bò sát không phải là chim, chim và động vật có vú sử dụng áp suất âm, trong đó không khí được đẩy vào phổi bởi sự mở rộng của lồng xương sườn.

Bộ phận (cơ quan) của hệ hô hấp ở người

Ở người, và trong phần còn lại của động vật có vú, hệ hô hấp được cấu thành bởi phần cao, bao gồm miệng, khoang mũi, hầu họng và thanh quản; phần dưới của khí quản và phế quản và phần mô phổi.

Đường hô hấp trên hoặc cao

Lỗ mũi là các cấu trúc mà không khí đi vào, chúng được theo sau bởi một khoang mũi được bao phủ bởi một biểu mô tiết ra các chất nhầy. Các lỗ mũi bên trong kết nối với hầu họng (mà chúng ta thường gọi là cổ họng), nơi xảy ra sự giao thoa của hai tuyến: tiêu hóa và hô hấp.

Không khí đi vào qua lỗ mở của thanh môn, trong khi thức ăn tiếp tục đi xuống thực quản.

Biểu mô nằm trên thanh môn, với mục tiêu ngăn chặn thức ăn đi vào đường hô hấp, thiết lập giới hạn giữa phần hầu họng - phía sau miệng - và thanh quản - đoạn dưới -. Các glottis mở ra trong thanh quản ("hộp giọng nói") và điều này lần lượt nhường chỗ cho khí quản.

Đường hô hấp thấp hoặc thấp

Khí quản là một ống hình ống có đường kính từ 15 đến 20 mm và dài 11 cm. Bức tường của nó được gia cố bằng mô sụn, để tránh sự sụp đổ của cấu trúc, nhờ nó là một cấu trúc bán linh hoạt.

Sụn ​​nằm trong hình dạng nửa mặt trăng trong 15 hoặc 20 vòng, nghĩa là nó không hoàn toàn bao quanh khí quản.

Các nhánh tranchea thành hai phế quản, một cho mỗi phổi. Bên phải là thẳng đứng hơn, so với bên trái, ngoài việc ngắn hơn và nhiều hơn. Sau sự phân chia đầu tiên này, các phân khu kế tiếp theo trong nhu mô phổi.

Cấu trúc của phế quản giống như khí quản do sự hiện diện của sụn, cơ và niêm mạc, mặc dù các đĩa sụn giảm dần cho đến khi biến mất, khi phế quản đạt đường kính 1mm.

Trong chúng, mỗi phế quản phân chia thành các ống nhỏ gọi là phế quản, dẫn đến ống phế nang. Phế nang có một lớp tế bào rất mỏng tạo điều kiện cho việc trao đổi khí với hệ thống mao quản.

Mô phổi

Về mặt vĩ mô, phổi được chia thành các thùy bởi các khe nứt. Phổi phải gồm ba thùy và phổi trái chỉ có hai. Tuy nhiên, đơn vị chức năng trao đổi khí không phải là phổi, mà là đơn vị phế nang.

Các phế nang là những túi nhỏ với những chùm nho nằm ở cuối tiểu phế quản và tương ứng với các phân khu nhỏ nhất của đường thở. Chúng được bao phủ bởi hai loại tế bào, I và II.

Các tế bào loại I được đặc trưng bởi mỏng và cho phép khuếch tán khí. Những người loại II nhỏ hơn nhóm trước, ít gầy hơn và chức năng của nó là tiết ra một chất thuộc loại chất hoạt động bề mặt tạo điều kiện cho sự mở rộng của phế nang trong thông gió.

Các tế bào của biểu mô được xen kẽ với các sợi của mô liên kết, do đó phổi có tính đàn hồi. Tương tự, có một mạng lưới mao mạch phổi rộng lớn, nơi diễn ra trao đổi khí.

Phổi được bao quanh bởi một bức tường với mô trung mô gọi là màng phổi. Mô này thường được gọi là không gian ảo, vì nó không chứa không khí bên trong và chỉ có một chất lỏng với số lượng nhỏ.

Nhược điểm của phổi

Một nhược điểm của phổi là sự trao đổi khí chỉ xảy ra trong các phế nang và ống phế nang. Thể tích không khí đến phổi nhưng nằm trong khu vực không xảy ra trao đổi khí, được gọi là không gian chết.

Do đó, quá trình thông khí ở người cực kỳ kém hiệu quả. Thông khí bình thường chỉ thành công trong việc thay thế một phần sáu không khí được tìm thấy trong phổi. Trong trường hợp thở cưỡng bức, 20-30% không khí bị giữ lại.

Hộp lồng ngực

Lồng xương sườn chứa phổi và được tạo thành từ một bộ cơ và xương. Thành phần xương được hình thành bởi các gai cổ tử cung và lưng, lồng xương sườn và xương ức. Cơ hoành là cơ hô hấp quan trọng nhất, được tìm thấy ở phía sau nhà.

Có các cơ bổ sung được chèn vào xương sườn, được gọi là liên sườn. Những người khác tham gia vào cơ chế hô hấp như sternocleidomastoid và vảy, xuất phát từ đầu và cổ. Các yếu tố này được chèn vào xương ức và xương sườn đầu tiên.

Nó hoạt động như thế nào?

Sự hấp thụ oxy rất quan trọng đối với quá trình hô hấp tế bào, trong đó việc lấy phân tử này để sản xuất ATP diễn ra bắt đầu từ các chất dinh dưỡng thu được trong quá trình nuôi dưỡng bằng các quá trình trao đổi chất.

Nói cách khác, oxy phục vụ để oxy hóa (đốt cháy) các phân tử và do đó tạo ra năng lượng. Một trong những dư lượng của quá trình này là carbon dioxide, phải được trục xuất khỏi cơ thể. Hơi thở liên quan đến các sự kiện sau:

Thông gió

Quá trình bắt đầu với sự hấp thụ oxy vào khí quyển thông qua quá trình truyền cảm hứng. Không khí đi vào hệ hô hấp qua lỗ mũi, qua toàn bộ các ống được mô tả, đến phổi.

Việc nạp khí - thở - là một quá trình thông thường không tự nguyện nhưng có thể đi từ tự động sang tự nguyện.

Trong não, các tế bào thần kinh của tủy chịu trách nhiệm điều hòa hô hấp bình thường. Tuy nhiên, cơ thể có thể điều hòa nhịp thở tùy theo nhu cầu oxy.

Một người bình thường khi nghỉ ngơi hít thở trung bình sáu lít không khí mỗi phút và con số này có thể tăng lên đến 75 lít trong thời gian tập luyện cường độ cao.

Trao đổi khí

Oxy trong khí quyển là hỗn hợp các khí, bao gồm 71% nitơ, 20,9% oxy và một phần nhỏ các khí khác, chẳng hạn như carbon dioxide.

Khi không khí đi vào đường hô hấp, thành phần thay đổi ngay lập tức. Quá trình truyền cảm hứng bão hòa không khí với nước và khi không khí đến phế nang, nó được trộn với không khí còn lại từ những cảm hứng trước đó. Tại thời điểm này, áp suất riêng phần của oxy giảm và carbon dioxide tăng.

Trong các mô hô hấp, các khí di chuyển theo độ dốc của nồng độ. Vì áp lực một phần của oxy lớn hơn trong phế nang (100 mm Hg) so với trong máu của mao mạch phổi, (40 mm Hg) oxy đi đến mao mạch thông qua quá trình khuếch tán.

Tương tự, nồng độ carbon dioxide trong mao mạch phổi (46 mm Hg) lớn hơn so với phế nang (40 mm Hg), do đó carbon dioxide khuếch tán theo hướng ngược lại: từ mao mạch máu, đến phế nang trong phổi.

Vận chuyển khí

Trong nước, độ hòa tan của oxy thấp đến mức phải có phương tiện vận chuyển để đáp ứng yêu cầu trao đổi chất. Ở một số động vật không xương sống có kích thước nhỏ, lượng oxy hòa tan trong chất lỏng của chúng đủ để đáp ứng nhu cầu của từng cá nhân.

Tuy nhiên, ở người, oxy được vận chuyển theo cách này sẽ chỉ đạt được 1% yêu cầu.

Vì lý do này, oxy - và một lượng đáng kể carbon dioxide - được vận chuyển bởi các sắc tố trong máu. Ở tất cả các loài động vật có xương sống, các sắc tố này bị giới hạn trong các tế bào hồng cầu.

Trong vương quốc động vật, sắc tố phổ biến nhất là hemoglobin, một phân tử có bản chất protein có chứa sắt trong cấu trúc của nó. Mỗi phân tử bao gồm 5% heme, chịu trách nhiệm cho màu đỏ của máu và liên kết thuận nghịch với oxy và 95% globin.

Lượng oxy có thể liên kết với hemoglobin phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nồng độ oxy: khi nó ở mức cao, như trong mao mạch, hemoglobin liên kết với oxy; Khi nồng độ thấp, protein sẽ giải phóng oxy.

Các sắc tố hô hấp khác

Mặc dù huyết sắc tố là sắc tố hô hấp có ở tất cả các động vật có xương sống và ở một số động vật không xương sống, nó không phải là duy nhất.

Trong một số decapods giáp xác, động vật thân mềm và động vật thân mềm có một sắc tố màu xanh gọi là hemocyanin. Thay vì sắt, phân tử này có hai nguyên tử đồng.

Trong bốn họ polychaete có sắc tố chlorocruorine, một loại protein có cấu trúc sắt và có màu xanh lá cây. Nó tương tự như hemoglobin về cấu trúc và chức năng, mặc dù nó không bị giới hạn trong bất kỳ cấu trúc tế bào nào và không có trong huyết tương.

Cuối cùng, có một sắc tố có khả năng tải oxy thấp hơn nhiều so với hemoglobin được gọi là hemeritrin. Nó có màu đỏ và hiện diện trong một số nhóm động vật không xương sống biển.

Bệnh thường gặp

Hen suyễn

Đó là một bệnh lý ảnh hưởng đến đường hô hấp, gây ra sưng. Trong cơn hen suyễn, các cơ bao quanh đường thở bị viêm và lượng không khí có thể xâm nhập vào hệ thống giảm mạnh.

Cuộc tấn công có thể được kích hoạt bởi một loạt các chất gọi là chất gây dị ứng, bao gồm lông của vật nuôi, ve, khí hậu lạnh, hóa chất có trong thực phẩm, nấm mốc, phấn hoa, trong số những chất khác..

Phù phổi

Phù phổi bao gồm sự tích tụ chất lỏng trong phổi, gây cản trở khả năng hô hấp của cá nhân. Các nguyên nhân thường liên quan đến suy tim sung huyết, trong đó tim không bơm đủ máu.

Áp lực tăng trong các mạch máu đẩy chất lỏng vào không gian bên trong phổi, do đó làm giảm sự di chuyển bình thường của oxy trong phổi.

Các nguyên nhân khác của phù phổi là suy thận, sự hiện diện của các động mạch hẹp mang máu đến thận, viêm cơ tim, rối loạn nhịp tim, hoạt động thể chất quá mức tại địa phương, sử dụng một số loại thuốc, trong số những người khác..

Các triệu chứng phổ biến nhất là khó thở, khó thở, thở ra bọt hoặc máu và tăng nhịp tim.

Viêm phổi

Viêm phổi là bệnh nhiễm trùng phổi và có thể do nhiều loại vi sinh vật, bao gồm cả vi khuẩn như Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilusenzae, Mycoplasmas pneumoniae và Chlamydias pneumoniae, vi rút hoặc nấm như Pneumocystis jiroveci.

Nó xuất hiện như một viêm của không gian phế nang. Đây là một bệnh truyền nhiễm rất cao, bởi vì các tác nhân gây bệnh có thể được phát tán qua không khí và lây lan nhanh chóng qua hắt hơi và ho.

Những người dễ mắc bệnh lý này bao gồm những người trên 65 tuổi và có vấn đề về sức khỏe. Các triệu chứng bao gồm sốt, ớn lạnh, ho có đờm, khó thở, khó thở và đau ngực.

Hầu hết các trường hợp không cần nhập viện và bệnh có thể được điều trị bằng kháng sinh (nếu viêm phổi do vi khuẩn) dùng đường uống, nghỉ ngơi và uống nước.

Viêm phế quản

Viêm phế quản có mặt như một quá trình viêm của các ống dẫn mang oxy đến phổi, do nhiễm trùng hoặc vì lý do khác. Bệnh này được phân loại là cấp tính và mãn tính.

Trong số các triệu chứng là khó chịu nói chung, ho có chất nhầy, khó thở và áp lực ngực.

Để điều trị viêm phế quản, nên dùng aspirin hoặc acetaminophen để hạ sốt, uống một lượng nước đáng kể và nghỉ ngơi. Nếu nó được gây ra bởi một tác nhân vi khuẩn, thuốc kháng sinh được thực hiện.

Tài liệu tham khảo

  1. Tiếng Pháp, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Sinh lý động vật: Cơ chế và thích nghi. Mc Graw-Hill Interamericana
  2. Gutiérrez, A. J. (2005). Đào tạo cá nhân: cơ sở, nguyên tắc cơ bản và ứng dụng. ẤN ĐỘ.
  3. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Nguyên tắc tích hợp của động vật học (Tập 15). New York: McGraw-Hill.
  4. Smith-Ágreda, J. M. (2004). Giải phẫu các cơ quan ngôn ngữ, thị giác và thính giác. Ed. Panamericana Y tế.
  5. Taylor, N. B., & Tốt nhất, C. H. (1986). Cơ sở sinh lý của thực hành y tế. Panamericana.
  6. Sống, À. M. (2005). Nguyên tắc cơ bản của sinh lý học hoạt động thể dục thể thao. Ed. Panamericana Y tế.