Układ oddechowy i jego funkcje

Układ oddechowy zapewnia sprawne pobieranie i transport gazów oddechowych – tlenu i dwutlenku węgla, a także wymianę gazowąwymiana gazowawymianę gazową. Składa się z górnych i dolnych dróg oddechowych oraz narządu wymiany gazowej – płuc.

Górne drogi oddechowe to jama nosowa i gardło

Jama nosowa jest pierwszym odcinkiem dróg oddechowych. Wprowadzane do niej powietrze zostaje:

• oczyszczone – jama nosowa wyścielona jest nabłonkiem zaopatrzonym w rzęski i gruczoły śluzowe; do śluzu pokrywającego nabłonek przylegają drobiny kurzu i zostają sklejone, a ruch rzęsek przesuwa je do gardła, skąd zanieczyszczenia zostają wykrztuszone, lub po połknięciu trafiają do przewodu pokarmowego;

• nawilżone – woda zawarta w śluzie paruje i nawilża powietrze, dzięki czemu ułatwia przenikanie tlenu do krwi w płucach;

• ogrzane – drogi oddechowe są dobrze ukrwione; krew oddaje ciepło powietrzu przechodzącemu przez drogi oddechowe.

RsHk5iHPEI7vu

Ilustracja przedstawia nieregularne różowe komórki nabłonka oddechowego z niebieskimi jądrami. Na nich znajduje się kropkowana warstwa śluzu. Niektóre komórki są bez pionowych rzęsek, inne mają rzęski. Z prawej strony znajduje komórka z dodatkowymi jaśniejszymi pęcherzykami oraz grzebieniem u góry, opisana jako komórka produkująca śluz.

Gardło jest wspólną częścią układu oddechowego i pokarmowego.

Dolne drogi oddechowe tworzą krtań, tchawica i oskrzela

Powietrze z górnych dróg oddechowych dostaje się do krtani. Jest to narząd głosu zbudowany z chrząstek połączonych ze sobą ruchomo za pomocą więzadeł i mięśni. Między gardłem a krtanią znajduje się ruchoma chrząstka – nagłośnianagłośnianagłośnia, która podczas oddychania i mówienia jest uniesiona, a podczas przełykania opada i zamyka wejście do krtani. Zamknięta nagłośnia zabezpiecza drogi oddechowe przed dostaniem się do nich cząstek pokarmu.

ReSgR12uBrGvL

Ilustracja przedstawia z profilu dwie sylwetki głowy człowieka. Wrysowano ciemnoróżowe drogi oddechowe z jasnoróżową nagłośnią znajdującą się w połowie szyji, opisaną cyfrą jeden. Po lewej sytuacja przy wdechu: nagłośnia uniesiona do góry, powietrze wchodzi do dróg oddechowych. Z prawej sytuacja przy przełykaniu: nagłośnia opuszczona, drogi oddechowe zamknięte. Pokarm przechodzi do przełyku.

Najwęższy odcinek krtani to głośniagłośniagłośnia, w której powstają dźwięki. Tworzą ją fałdy głosowe (struny głosowestruny głosowestruny głosowestruny głosowe) znajdujące się na bocznych ścianach krtani. Między nimi znajduje się szpara głośni. Wychodzące z płuc powietrze wprawia w drgania fałdy głosowe, które stają się źródłem dźwięku. W powstawaniu ludzkiej mowy uczestniczą poza krtanią również język, podniebienie, wargi i zęby.

R16oydtOBsgge

Ilustracja przedstawia 3 rysunki różowej krtani, widzianej z góry. Kopułowata górna część to nagłośnia. Dwa szare, pionowe wałeczki obrazują fałdy (struny) głosowe. Między nimi brązowa szpara o różnej szerokości to szpara głośni. Pierwszy obraz z lewej to sytuacja, kiedy szpara jest szeroka. Podpis: milczenie. W środku szpara nagłośni jest zwężona. Podpis: szeptanie. Z prawej szpara nagłośni jest zamknięta, podpis: mówienie.

Z krtani powietrze przechodzi do tchawicy. Ma ona kształt rury wzmocnionej chrząstkami w kształcie półpierścieni. Zabezpiecza to jej ściany przed zapadaniem się. Tchawica rozgałęzia się na dwa oskrzela prowadzące powietrze do płuc.

Płuca zbudowane są w pęcherzyków płucnych

Płuca są narządem wymiany gazowej.  Znajdują się w w klatce piersiowej, a z zewnątrz ochrania je podwójna błona, zwana opłucnąopłucnaopłucną, wypełniona niewielką ilością płynu. Zapobiega ona uszkodzeniu płuc podczas wdechów i wydechów.

Wewnątrz płuc oskrzela rozgałęziają się na coraz drobniejsze oskrzeliki. Na ich końcach znajdują się pęcherzyki płucne, które skupione są blisko siebie tworząc strukturę podobną do kiści winogron. Jest ich ok. 600 mln i łącznie tworzą powierzchnię 90 mIndeks górny 2².

Pęcherzyki płucne otoczone są gęstą siecią naczyń włosowatych. Pomiędzy nimi a powietrzem z pęcherzyka odbywa się na drodze dyfuzjidyfuzjadyfuzji wymiana gazowa. Przenikanie tlenu do krwi i dwutlenku węgla z krwi do pęcherzyka odbywa się bardzo szybko i sprawnie, ponieważ:

• ściany pęcherzyka i włosowatych naczyń krwionośnych zbudowane są z cienkiego nabłonka jednowarstwowego płaskiego;

• sieć naczyń włosowatych pokrywających pęcherzyki jest bardzo gęsta;

• pęcherzyki płucne tworzą bardzo dużą powierzchnię wymiany gazowej.

RaZYR7evL69cB

Ilustracja przedstawia 3 skupiska pęcherzyków umiejscowione na tej samej rurce, podpisanej jako oskrzelik. Na jednym ze skupisk widoczne są siateczki naczyń włosowatych. Odchodzą od nich niebieskie i czerwone naczynia krwionośne.

Wdech i wydech składają się na wentylację płuc

Jednym z najważniejszych przejawów życia jest oddychanie. U człowieka składają się na nie trzy procesy: wentylacja płucwentylacja płucwentylacja płuc, wymiana gazowa oraz oddychanie wewnątrzkomórkoweoddychanie komórkoweoddychanie wewnątrzkomórkowe.

Podczas wentylacji następuje pobieranie i usuwanie powietrza z płuc. Powietrze bogate w tlen dostaje się do płuc podczas wdechu, a następnie, zubożone o część tlenu, w czasie wydechu jest usuwane na zewnątrz. Za wentylację płuc odpowiadają:

• mięśnie międzyżebrowe - znajdują się pomiędzy żebrami, odpowiadają za rozszerzenia i zwężanie klatki piersiowej;

• przepona – płaski mięsień oddechowy oddzielający klatkę piersiową od jamy brzusznej.

R1Hl79UluDsF3

Ilustracja przedstawia schematycznie szarą klatkę piersiową z fragmentem kręgosłupa. Pod żebrami na czerwono wrysowano płaski mięsień przepony, który ukazano osobno z prawej. Ma kształt hełmu.

Ruchy przepony są automatyczne, ale w pewnym zakresie mogą być świadomie modyfikowane, np. podczas nurkowania i śpiewu.

RvidRz4sdgapY

Na krótkim filmie pokazany jest wdech i wydech z boku i od przodu.

Na krótkim filmie pokazany jest wdech i wydech z boku i od przodu.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RvidRz4sdgapY

Na krótkim filmie pokazany jest wdech i wydech z boku i od przodu.

Wentylacja płuc oparta na rytmicznych wdechach i wydechach to proces zachodzący bez udziału świadomości. Jej tempo zależy od zawartości dwutlenku węgla we krwi – wzrost jego stężenia zwiększa częstość oddechów.

W czasie spoczynku człowiek wykonuje ok. 12‑16 oddechów na minutę, pobierając i usuwając za każdym razem ok. 0,5 l powietrza. Ilość powietrza, jaką są w stanie zmieścić płuca dorosłego człowieka, wynosi zwykle 4,5 l u mężczyzn i 3,2 l u kobiet. Pojemność płuc jest wskaźnikiem wydolności organizmu i zależy od wieku, płci, sprawności fizycznej, a także wdychania dymu papierosowego.

Wymiana gazowa zachodzi w płucach i w tkankach

Powietrze wdychanepowietrze wdychanewdychane i wydychanepowietrze wydychanewydychane różni się procentową zawartością niektórych gazów. Kierunek oraz tempo dyfuzji gazów zależą od różnicy ciśnień. Każdy gaz przenika ze środowiska o wyższym ciśnieniu do środowiska o niższym ciśnieniu.

W płucach pobrany z powietrza tlen przedostaje się do naczyń włosowatych i krwi, z którą transportowany jest do komórek ciała. Z kolei dwutlenek węgla przenika z krwi do pęcherzyków płucnych, a z nich wydalany jest wraz z wydechem.

W tkankach ciała, do krwi dostaje się wytworzony w procesie oddychania komórkowego dwutlenek węgla, natomiast tlen przetransportowany z płuc trafia do komórek.

R19HSnjeVUhvN

Ilustracja przedstawia schematycznie drogę tlenu i dwutlenku węgla w organizmie. Pionowy szafirowy pas z bąbelkami ma u góry napis: powietrze atmosferyczne. Kolejny w prawo to błękitny pas z napisem u góry: pęcherzyki płucne. Dalej beżowy pas z napisem: krew i liliowy pas z bryłkami z napisem: komórki ciała. Na pasach białe kółeczka z napisem: tlen i strzałki w prawo. Poza pasami z prawej na wysokości tlenu napis: zużywany w procesie oddychania komórkowego. Pod tlenem większe białe kółeczka z napisem: dwutlenek węgla i strzałki w lewo. Przy nim z prawej napis: wytwarzany w procesie oddychania komórkowego. U dołu z prawej napis: oddychanie komórkowe. W lewo kolejno: wymiana gazowa w tkankach, wymiana gazowa w płucach i wentylacja płuc.

1

Ćwiczenie 6

R17Qc7OYSuBSu

Ilustracja przedstawia dwa diagramy pierścieniowe z sylwetką główki w środku. W obu te same gazy oznaczono tym samym kolorem. Lewy diagram przedstawia skład powietrza wdychanego (błękitna strzałka do główki). Jest w nim 78 procent azotu (zielony), 21 procent tlenu (pomarańczowy), 96 setnych procenta dwutlenku węgla (żółty) i 4 setne procenta innych gazów (granatowy). Prawy diagram przedstawia skład powietrza wydychanego (strzałka od główki). Ilość azotu nie zmieniła się. Tlenu jest 16 procent, dwutlenku węgla cztery i pół procenta, innych gazów jest jeden i pół procenta.

Rdv1T9kVCEUrd

Osobie, która nie oddycha, udziela się pomocy, wdmuchując do jej ust powietrze. Wyjaśnij, dlaczego ten zabieg jest skuteczny, skoro powietrze pochodzące z ust ratownika jest zużyte. (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Czy powietrze wydychane z płuc jest całkowicie pozbawione tlenu?

Pokaż odpowiedź

Powietrze wydychane przez ratownika zawiera ok. 16% tlenu, który może zostać wykorzystany przez osobę potrzebującą pomocy.

To ważne!

• Układ oddechowy składa się z górnych i dolnych dróg oddechowych oraz płuc, w których zachodzi wymiana gazowa.

• W drogach oddechowych znajduje się urzęsiony i produkujący śluz nabłonek, dzięki któremu powietrze jest oczyszczane, nawilżane i ogrzewane.

• W krtani znajduje się głośnia, w której powstaje głos.

• Wentylacja płuc odbywa się dzięki pracy mięśni międzyżebrowych i przepony.

• Wymiana gazowa w płucach i tkankach odbywa się na drodze dyfuzji.

• Wymiana gazowa w płucach zachodzi między pęcherzykiem płucnym a krwią.

• Wymiana gazowa w tkankach zachodzi między komórkami budującymi tkanki a krwią.

Na pożegnanie

Ćwiczenie 10

RD12EyHEY0tJo

Zdjęcie przedstawia siedzącą na łóżku szpitalnym pacjentkę w czarnych, krótkich włosach i lekkiej, niebiesko‑białej narzucie z odsłoniętymi plecami. Lekarz przykłada do jej pleców stetoskop.

R8WR6m5IYPkCl

zadanie interaktywne