Sistem organa za disanje
Sistem organa za disanje (respiratorni sistem, systema respiratorium) obavlja razmenu gasova između organizma i spoljašnje sredine. Procesom difuzije se preko respiratornih površina usvaja kiseonik, a otpušta ugljen-dioksid u spoljašnju sredinu. Kiseonik je većini organizama neophodan za proizvod oslobađa ugljen-dioksid.
Sve organizme možemo podeliti u dve grupe, zavisno od njihovog odnosa prema kiseoniku:
- aerobne organizme kojima ja za život i razvoj neophodan kiseonik;
- anaerobne kojima kiseonik nije potreban.
Da bi proces razmene gasova bio uspešan potrebno je da respiratorna površina bude što veća i bogato snabdevena krvnim sudovima. U zavisnosti od toga na kom nivou se odvija, disanje je moguće podeliti na:
- unutrašnje disanje - obuhvata razmenu gasova na nivou tkiva i ćelija;
- spoljašnje disanje - razmena gasova kroz respiratorne površine koje su u dodiru sa spoljašnjom sredinom.
Spoljašnjim disanjem usvaja se kiseonik koji prelazi u krv, vezuje se za hemoglobin (obrazuje se oksi-hemoglobin )i njome dospeva do svih tkiva i ćelija u organizmu. Kiseonik iz krvi difuzijom ulazi u ćelije i omogućava celijsko disanje . Kao krajnji proizvod ćelijskog disanja stvara se ugljen-dioksid koji opet po zakonima difuzije prelazi iz ćelija u krv. U krvi se vezuje za hemoglobin (nastaje karbamino-hemoglobin) i tako transportuje do respiratornih organa, a zatim iz njih u spoljašnju sredinu.
Pošto je molekularni kiseonik u visokim koncentracijama štetan za tkiva (dovodi do oksidacije organskih materija) on se ne može magacionirati kao što to mogu hranljive materije ili voda. Zato je neophodno njegovo neprekidno snabdevanje iz spoljašnje sredine.
Anatomija
Kod ljudi i drugih sisara, anatomija tipičnog respiratornog sistema je respiratorni trakt. Trakt je podeljenu u gornji i donji. Gornji trakt obuhvata nos , nosne šupljine (cavitas nasi), sinusa, ždrela i dela grkljana (larynx) iznad glasnih struna. Niži trakt obuhvata niži deo grkljana, dušnik(trachea), bronhije, bronhiole i alveole.
Razgranati disajni putevi u donjem traktu se često opisuju kao respiratorno stablo ili traheobronhijalno stablo.[2] Intervali između uzastopnih mesta grananja duž raznih grana „stabla“ se obično nazivaju „generacijama“ grananja, kojih u odrastao čovek ima oko 23. Ranije generacije (aproksimativno generacije 0–16) sastoje se od traheja i bronhija, kao i većih bronhiola koje jednostavno deluju kao vazdušni vodovi. One dovode vazduh do respiratornih bronhiola, alveolarnih kanala i alveola (aproksimativno generacije 17–23), gde dolazi do razmene gasova. Bronhiole se definišu kao mali vazdušni putevi bez hrskavičaste podrške.[2]
Prve bronhije koje se granaju od dušnika(trachea) su desna i leva glavna bronhija. One su manjeg prečnika (1 -1,4 cm) od dušnika (1,8 cm).[3] Ove bronhije ulaze u pluća (pulmones) na svakom hilumu, gde se granaju u uže sekundarne bronhije poznate kao lobarne bronhije, i one se granaju u uže tercijarne bronhije poznate kao segmentalne bronhije. Dalje podele segmentalnih bronhija (1 do 6 mm u prečniku)[5] su poznate kao 4. red, 5. red, i 6. red segmentalnih bronhija, ili grupisane zajedno kao subsegmentalne bronhije.
U poređenju sa prosekom od 23 grananja respiratornog stabla kod odraslog čoveka, miš ima samo oko 13 takvih grananja.
Alveole su mrtvi krajevi „stabla“, što znači da vazduh koji u njih uđe mora da izađe istim putem. Sistem poput ovog kreira mrtvi prostor, zapreminu vazduha (oko 150 ml kod odraslog čoveka) koja popunjava vazdušne puteve nakon izdisaja i koja se udiše nazad u alveole pre nego što vazduh iz okoline dospe do njih. Na kraju inhalacije vazdušni putevi se popunjavaju vazduhom iz okoline, koji se izdiže bez dolaženja u kontakt sa razmenjivačima vazduha.[8]
Ventilatorske zapremine[uredi]
Pluća se šire i skušljaju tokom ciklusa disanja, i pri tom se unosi i iznosi vazduh iz pluća. Zapremina vazduha koji se unese i iznese iz pluća pod normalnim uslovima odmora (odmarajuća disajna zapremina od oko 500 ml), i zapremina koja se pokreće tokom maksimalno forsiranog udisanja i maksimalno forsiranog izdisanja se meri kod ljudi pomoću spirometra.[11]
Sav vazduh se ne može izdahnuti iz pluća pri maksimalno forsiranom izdisanju. To se naziva rezidualnom zapreminom koja je oko 1,0-1,5 litara, što se ne može meriti spirometrijom. Zapremine koje obuhvataju rezidualnu zapreminu (i.e. funkcionalna rezidualna zapremina od oko 2.5-3.0 litara, i totalni kapacitet pluća od oko 6 litara) se isto tako ne mogu meriti spirometrijom. Njihova merenja zahtevaju specijalne tehnike.[11]
Brhina kojom se vazduh udiše i izdiše, bilo kroz usta ili nos, ili u i iz alveola je tabulisana ispod, zajedno sa načinom izračunavanja. Broj ciklusa disanja po minuti je poznat kao respiratorna brzina.
| Merenje | Jednačina | Opis |
|---|---|---|
| Minutna ventilacija | disajna zapremina * respiratorna brzina | totalna zapremina vazduha koji ulazi, ili izlazi, kroz nos ili usta po minutu. |
| Alveolarna ventilacija | (disajna zapremina – mrtvi prostor) * respiratorna brzina | zapremina vazduha koji ulazi ili izlazi iz alveloa po minutu. |
| Ventilacija mrtvog prostora | mrtvi prostor * respiratorna vrzina | zapremina vazduha koja ne doseže alveole tokom inhalacije, već umesto toga ostaje u vazdušnim putevima, po minutu. |
Mehanika disanja
Kod sisara, inhalacija pri odmaranju se primarno odvija putem kontrakcije dijafragme. Ona je od gore zasvođena mišićna ploča koja razdvaja grudni koš od trbušne šupljine. Kad se ona kontrahuje ploča se poravna, (i.e. pokreće se na dole kao što je prikazano na slici) čime se povećava zapremina prsne šupljine. Kontrahujuća dijafragma gura trbušne organe na dole. Dno karlice sprečava trbušne organe da se kreću u tom pravcu, dok gibki sadržaj abdomena uzrokuje da se stomak ispupčuje prema napred i prema stranama, pošto se relaksirani trbušni mišići ne odupiru tom kretanju. Ovo potpuno pasivno ispupčivanje trbuha (i skupljanje tokom izdisaja) tokom normalnog disanja ponekad se naziva „abdomenalnim disanjem“, mada je to zapravo „dijafragmatično disanje“, koje nije vidno izvan tela. Sisari jedino koriste njihove trbušne mišiće tokom prisilnoh izdisanja, a nika pri bilo kojoj formi udisanja.
Kako se dijafragma kontrahuje, grudni koš se simultano uvećava putem povlačenja rebara na gore interkostalnim mišićima. Sva rebra nagnuta na dole od zadnjeg dela ka napred; a najniža rebra su osim nadole nagnuta ka spolja od središlje linije. Stoga se veličina grudnog koša može povećati na isti način kao i antero-posteriorno rastojanje putem pumpnog kretanja.
Uvećanje vertikalnih dimenzija prsne šupljine kontrakcijom dijafragme, i njenih horizontalnih dimenzija podizanjem predljeng i bočnih delova rebara, uzrokuje opadanje intraprsnog pritiska. Unutrašnjost pluća se otvara za spoljašnji vazduh, i kako su ona elastična, ona se šire i da popune dodatni prostor. Dotok vazduha u pluća se javlja putem disajnih puteva. Kod zdravih osoba su vazdušni putevi (počevši od nosa ili usta, i sve do mikroskopskih mehurića mrtvih krajeva zvanih alveole) su uvek otvorene, mada se prečnici raznih sekcija mogu menjati posredstvom simpatičkog i parasimpatičkog nervnog sistema. Alveolarni vazdušni pritisak je stoga uvek blizo atmosferskog vazdušnog pritiska (oko 100 kPa na nivou mora) u miru. Gradijenti pritiska koji uzrokuju da vazduh ulazi i izlazi iz pluća tokom disanja retko prekoračuju 2–3 kPa.
Tokom izdisanja dijafragma i interkostalni mišići se ralaksiraju. Time se grudi i trbuh vraćaju u poziciju koju određuje njihova anatomska elastičnost. Ovo je „središnja mirujuća pozicija“ grudnog koša i abdomena kada pluća sadrže svoj funkcionalni rezidualni kapacitet vazduha (svetlo plava površina na ilustraciji s desne strane, koja kod odrasle osobe ima zapreminu od oko 2,5-3,0 litara.[4] Opuštanje izdisavanja traje oko dva puta duže od udisanja, jer se dijafragma pasivno opušta, nežnije nego što se aktivno konrahuje tokom inhalacije.
Нема коментара:
Постави коментар