Układ oddechowy. Wymiana gazowa = respiracja wymiana tlenu i dwutlenku węgla między środowiskiem zewnętrznym a organizmem.

Transkrypt

1 Układ oddechowy Wymiana gazowa = respiracja wymiana tlenu i dwutlenku węgla między środowiskiem zewnętrznym a organizmem. 1 oddychanie zewnętrzne między środowiskiem zewnętrznym a narządem (układem) oddechowym, 2 oddychanie wewnętrzne (komórkowe) między krwią a komórkami ciała. Regulacja wymiany gazowej: a) Mechanizm podstawowy automatyczny = ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłużonym, dowolny = kora mózgowa ośrodki sterujące emocjami, b) Mechanizmy pośrednie ośrodki odbierające informacje z chemoreceptorów w mózgu CO 2, ph, w naczyniach - baroreceptorów, CO 2, ph, O 2 z mechanoreceptorów płuc, termoreceptorów, niektóre hormony (TRH).

2 Drogi oddechowe, narząd oddechowy. Górne drogi oddechowe: Jama nosowa, gardło, krtań. Dolne drogi oddechowe: Tchawica, oskrzela główne, oskrzela płatowe i segmentowe. Główny narząd oddechowy: płuca (prawe i lewe okryte opłucną płucną powierzchnia płuc opłucną a klatka piersiowa opłucną ścienną.

3

4 nagłośnia kość więzadło jabłko Adama chrząstka tarczowa Krtań (widok z przodu). tchawica chrząstka pierścieniowata pierścienie chrzęstne tchawicy

5 podstawa języka nagłośnia struny głosowe Krtań (widok z góry). tchawica pierścienie chrzęstne tchawicy głośnia chrząstka nalewkowata

6 Działanie narządu mowy Gdy wydychane z płuc powietrze przechodzi pomiędzy strunami głosowymi, struny zaczynają drgać. Powstaje dźwięk, którego wysokość jest uzależniona od ich stanu, ich naprężenia i szybkości drgań. NISKIE DŹWIĘKI WYSOKIE DŹWIĘKI struny głosowe struny głosowe

7 Tchawica (przekrój poprzeczny). przełyk mięsień tchawicy wyściółka tchawicy światło tchawicy pierścienie chrzęstne tkanka łączna

8 Wyściółka tchawicy komórka urzęsiona komórka śluzowa (kubkowa)

9 Angiogram płuc uwidacznia tętnice płucne i umożliwia odnalezienie zakrzepów w tętnicach. oskrzelik pęcherzyk płucny tętnica płucna tętnica płuco klatka piersiowa Pęcherzyki płucne.

10

11 Pojemność płuc człowieka Pojemność życiowa to maksymalna objętość powietrza usunięta z płuc po maksymalnym wdechu. Pojemność oddechowa to ilość powietrza wdychanego i wydychanego przy spokojnym oddychaniu. Pojemność zapasowa ilość powietrza jaka pozostaje w płucach po normalnym wydechu.

12

13 Budowa pęcherzyka płucnego bezpośrednia wymiana gazowa. Cząsteczki tlenu przechodzą na drodze dyfuzji do oplatających go włosowatych naczyń krwionośnych (> koncentracja tlenu w pęcherzykach, < w naczyniach). Na tej samej drodze dochodzi do wymiany dwutlenku węgla ale w odwrotnym kierunku. Prawo dyfuzji Ficka ilość O 2 lub CO 2, która dyfunduje przez ścianę pęcherzyka zależy od różnicy ciśnień parcjalnych po obu stronach ściany oraz od jej pola powierzchni. Gazy dyfundują szybciej, gdy różnica ciśnień lub wielkość powierzchni wzrasta.

14 Wymiana gazowa w płucach i tkankach. - Ciśnienie parcjalne tlenu w krwi tętniczej = 100 mm Hg. - W tkankach od 0 40 mm Hg. Tlen przenika z naczyń do tkanek, ale nie całkowicie. - Krew płynie za szybko aby doszło do wyrównania ciśnień. - Ciśnienie parcjalne tlenu w krwi żylnej, powracającej do płuc = 40 mm Hg.

15 Krzywa dysocjacji oksyhemoglobiny a) zależność miedzy ciśnieniem parcjalnym tlenu a procentowym wysyceniem hemoglobiny tlenem. b) wpływ ph na krzywą dysocjacji (ph krwi 7,4), przy wyższym ph a jednakowym ciśnieniu parcjalnym tlenu hemoglobina łatwiej przyłącza tlen. W czasie aktywnej pracy mięśni obniża się ph, przy którym więcej tlenu odłącza się od hemoglobiny i jest on dostępny dla komórek mięśni.

16 Transport dwutlenku węgla. W tkankach CO 2 dyfunduje z komórek do osocza. Większość wnika do czerwonych krwinek gdzie w obecności anhydrazy węglanowej (katalizator reakcji CO 2 z wodą) tworzy się kwas węglowy. Kwas ten dysocjuje na jony wodorowęglanowe i wodorowe. Jony wodorowęglanowe opuszczają krwinki i przechodzą do osocza, a na ich miejsce wnikają jony Cl. Hemoglobina przyłącza jony wodorowe zapobiegając obniżeniu ph.

17 Transport dwutlenku węgla c.d. W płucach CO 2 przenika z osocza do pęcherzyków płucnych. Reakcje w erytrocytach przebiegają odwrotnie jony wodorowęglanowe przedostają się z osocza do czerwonych krwinek. Jony wodorowe uwolnione z hemoglobiny łączą się z jonami wodorowęglanowymi i powstaje kwas węglowy. CO 2 powstały z kwasu węglowego wydostaje się z krwi do pęcherzyków płucnych. 60% - CO 2 - transport w postaci jonów wodorowęglanowych, 30% - związane z hemoglobiną, 10% w osoczu

18 Barwniki oddechowe. Hemoglobina w erytrocytach, połączona z tlenem = jasnoczerwona, a uboga w tlen = ciemnoczerwona. Składa się z 4 łańcuchów polipeptydowych dwa alfa i dwa beta i każdy jest połączony z pierścieniem hemu (w centrum atom Fe). Hb + O 2 HbO 2 Mioglobina we włóknach mięśniowych. Hemocyjanina zawiera Cu (mięczaki, stawonogi niebieska barwa po połączeniu z tlenem). Hemoerytryna czerwony, zawierający dwa atomy Fe, u niektórych pierścienic. Chlorokruoryna - zielony, zawierający Fe, u niektórych wieloszczetów.

19 Zaczadzenie i objawy związane z niedoborem tlenu Tlenek węgla o wiele łatwiej przyłącza się do hemoglobiny niż tlen, dlatego przy zatruciu tym gazem powstaje karboksyhemoglobina i powoduje to niedotlenienie tkanek. Objawy związane z mniejszą ilością tlenu: a) 15% tlenu w powietrzu: pogłębienie oddechu, przyspieszenie pracy serca, b) 12% tlenu w powietrzu: przerywanie oddechu, ospałość, osłabienie, c) mniej niż 12% tlenu: groźba uduszenia.

20 Choroby układu oddechowego.

21 Choroby układu oddechowego c.d.

22 Substancje które zaburzają prace układu oddechowego. Tlenek węgla CO - wykazuje ok. 200-krotnie wyższe powinowactwo do hemoglobiny niż tlen. Wysyca całkowicie hemoglobinę powodując tzw. zatrucie czadem. Dym tytoniowy - zawiera substancje rakotwórcze takie jak np. benzopiren. Osoba paląca ma ok. 5% mniej tlenu niż osoba niepaląca. Azbest - jego drobiny gromadzą się w płucach i powodują po latach powstawanie chorób nowotworowych. Pył węglowy - jest przyczyną pylicy

23 ZAPAMIĘTAJ! 1. Pojęcia - wymiana gazowa zewnętrzna i wewnętrzna. 2. Budowa i funkcje dróg oddechowych (górne i dolne). 3. Budowa i funkcje płuc. Pojemność płuc (oddechowa, życiowa, zapasowa). 4. Mechanizm wdechu i wydechu. 5. Regulacja wymiany gazowej. 6. Skład powietrza wdychanego i wydychanego. 7. Transport gazów oddechowych. 8. Choroby i zaburzenia w prawidłowym funkcjonowaniu układu oddechowego. 9. Różnorodność narządów oddechowych u zwierząt. 10. Barwniki oddechowe (hemoglobina, mioglobina, hemoerytryna, hemocyjanina, chlorokruoryna). 11. Oddychanie u roślin.