Układ oddechowy i wentylacja płuc
Biologia
Zestaw obejmuje budowę dróg oddechowych, rolę płuc i opłucnej oraz mechanizm wentylacji płuc. Uporządkujesz też pojęcia związane z wymianą gazową, pracą mięśni oddechowych i typowymi zależnościami fizjologicznymi wymaganymi w liceum.
1.Układ oddechowy
Zespół narządów umożliwiających pobieranie tlenu z powietrza i usuwanie dwutlenku węgla z organizmu. Obejmuje drogi oddechowe oraz płuca, w których zachodzi wymiana gazowa.
2.Drogi oddechowe
Narządy przewodzące powietrze: jama nosowa, gardło, krtań, tchawica, oskrzela i oskrzeliki. Oczyszczają, ogrzewają i nawilżają powietrze zanim dotrze ono do pęcherzyków płucnych.
3.Jama nosowa
Początkowy odcinek dróg oddechowych. Dzięki błonie śluzowej i rzęskom oczyszcza, ogrzewa i nawilża wdychane powietrze.
4.Krtań
Odcinek dróg oddechowych łączący gardło z tchawicą. Uczestniczy w przewodzeniu powietrza i zawiera narząd głosu.
5.Nagłośnia
Chrząstka zamykająca wejście do krtani podczas połykania. Chroni drogi oddechowe przed dostaniem się pokarmu do tchawicy.
6.Tchawica
Przewód łączący krtań z oskrzelami. Jest wzmocniona chrząstkami, dzięki czemu nie zapada się podczas przepływu powietrza.
7.Oskrzela i oskrzeliki
Rozgałęzienia tchawicy doprowadzające powietrze coraz głębiej do płuc. Oskrzela dzielą się na coraz cieńsze oskrzeliki prowadzące do pęcherzyków płucnych.
8.Pęcherzyki płucne
Drobne struktury o cienkich ścianach, gęsto otoczone naczyniami włosowatymi. To w nich zachodzi wymiana gazowa między powietrzem a krwią.
9.Opłucna
Podwójna błona otaczająca płuca i wyściełająca klatkę piersiową. Między jej blaszkami znajduje się niewielka ilość płynu zmniejszającego tarcie.
10.Wentylacja płuc
Mechaniczne przemieszczanie powietrza do płuc i z płuc. Obejmuje wdech i wydech, zależne od pracy mięśni oddechowych i zmian objętości klatki piersiowej.
11.Wdech
Faza oddychania, podczas której powietrze napływa do płuc. Zachodzi, gdy zwiększa się objętość klatki piersiowej, a ciśnienie w płucach spada poniżej atmosferycznego.
12.Wydech
Faza oddychania, podczas której powietrze opuszcza płuca. W spokojnym oddychaniu jest zwykle procesem biernym, związanym ze zmniejszeniem objętości klatki piersiowej.
13.Przepona
Główny mięsień oddechowy oddzielający klatkę piersiową od jamy brzusznej. Podczas skurczu obniża się, zwiększając objętość klatki piersiowej.
14.Mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne
Mięśnie unoszące żebra podczas wdechu. Powiększają wymiary klatki piersiowej, co sprzyja napływowi powietrza do płuc.
Notatka
1. Funkcje układu oddechowego
Układ oddechowy umożliwia pobieranie z otoczenia tlenu i usuwanie z organizmu dwutlenku węgla. Jego działanie jest ściśle związane z układem krążenia, ponieważ same narządy oddechowe doprowadzają powietrze do płuc, a krew transportuje gazy między płucami a tkankami.
Trzeba odróżniać dwa pojęcia. Wentylacja płuc to mechaniczny ruch powietrza do wnętrza płuc i na zewnątrz. Wymiana gazowa to przenikanie gazów przez cienkie ściany pęcherzyków płucnych i naczyń włosowatych. Są to procesy powiązane, ale nie tożsame.
Ważne
Wentylacja to ruch powietrza, a wymiana gazowa to dyfuzja gazów między pęcherzykami płucnymi a krwią.
2. Budowa dróg oddechowych
Do dróg oddechowych zalicza się jamę nosową, gardło, krtań, tchawicę, oskrzela i oskrzeliki. Ich zadaniem nie jest właściwa wymiana gazowa, lecz przewodzenie i przygotowanie powietrza do dotarcia do płuc.
W jamie nosowej powietrze jest oczyszczane z większych zanieczyszczeń, ogrzewane i nawilżane. Umożliwia to błona śluzowa oraz nabłonek z rzęskami. Dlatego oddychanie przez nos jest korzystniejsze niż przez usta.
Krtań łączy gardło z tchawicą i zawiera narząd głosu. Ważną rolę ochronną pełni nagłośnia, która podczas połykania zamyka wejście do krtani, zapobiegając dostaniu się pokarmu do dróg oddechowych.
Tchawica jest przewodem wzmocnionym chrząstkami, dzięki czemu pozostaje drożna i nie zapada się podczas przepływu powietrza. Dalej dzieli się na oskrzela, które rozgałęziają się na coraz cieńsze oskrzeliki doprowadzające powietrze do części oddechowej płuc.
3. Płuca i miejsce wymiany gazowej
Płuca są parzystym narządem, w którym zachodzi właściwa wymiana gazowa. Końcowe odcinki oskrzelików prowadzą do bardzo licznych pęcherzyków płucnych. To właśnie one są najważniejszym miejscem kontaktu powietrza z krwią.
Pęcherzyki płucne mają cienkie ściany i są otoczone gęstą siecią naczyń włosowatych. Taka budowa skraca drogę dyfuzji gazów i zwiększa wydajność wymiany. Duża liczba pęcherzyków powoduje też ogromną łączną powierzchnię oddechową.
Tlen przenika z powietrza pęcherzykowego do krwi, a dwutlenek węgla z krwi do wnętrza pęcherzyków. Kierunek tego ruchu wynika z różnic stężeń tych gazów.
Zapamiętaj
Wymiana gazowa nie zachodzi w tchawicy ani oskrzelach, lecz w pęcherzykach płucnych.
4. Opłucna i warunki pracy płuc
Każde płuco jest otoczone opłucną, czyli podwójną błoną. Jedna blaszka przylega do płuca, a druga wyścieła od wewnątrz ścianę klatki piersiowej. Między nimi znajduje się niewielka ilość płynu.
Płyn w jamie opłucnej zmniejsza tarcie podczas ruchów oddechowych. Dzięki temu płuca mogą rozszerzać się i kurczyć wraz z ruchami klatki piersiowej. Prawidłowa budowa opłucnej jest więc ważna dla sprawnej wentylacji płuc.
W praktyce oznacza to, że płuca nie pracują całkowicie samodzielnie. Ich ruch zależy od zmian objętości klatki piersiowej wywoływanych przez mięśnie oddechowe i od właściwych warunków w obrębie opłucnej.
5. Mechanizm wdechu i wydechu
Podstawą wentylacji jest zmiana objętości klatki piersiowej, która wpływa na zmianę ciśnienia w płucach. Gdy objętość klatki piersiowej rośnie, ciśnienie w płucach spada poniżej ciśnienia atmosferycznego i powietrze napływa do środka. Gdy objętość maleje, ciśnienie wzrasta i powietrze wypływa na zewnątrz.
Podczas wdechu kurczy się przepona i obniża się ku dołowi. Jednocześnie kurczą się mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne, unosząc żebra. W efekcie zwiększają się wymiary klatki piersiowej, a płuca rozszerzają się i napełniają powietrzem.
Podczas spokojnego wydechu przepona i mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne rozkurczają się. Objętość klatki piersiowej maleje, a dzięki sprężystości płuc powietrze wydostaje się na zewnątrz. Taki wydech ma zwykle charakter bierny.
Przykład
Gdy bierzesz głęboki wdech przed biegiem, przepona obniża się mocniej, a żebra unoszą się wyraźniej niż podczas spokojnego oddychania.
6. Zależności i typowe błędy
W zadaniach maturalnych często trzeba powiązać budowę z funkcją. Jeśli struktura ma cienkie ściany i bogate unaczynienie, zwykle jest przystosowana do szybkiej dyfuzji gazów. Jeśli odcinek ma śluz, rzęski i chrząstki, jego główną funkcją jest przewodzenie, oczyszczanie i ochrona dróg oddechowych.
Warto pamiętać o kilku zależnościach:
- wzrost objętości klatki piersiowej sprzyja wdechowi,
- spadek objętości klatki piersiowej sprzyja wydechowi,
- skurcz przepony ułatwia wdech,
- duża powierzchnia pęcherzyków zwiększa wydajność wymiany gazowej,
- oddychanie przez nos lepiej chroni dolne drogi oddechowe.
Częstym błędem jest mylenie wentylacji z transportem gazów przez krew albo z samą wymianą gazową. Innym błędem jest wskazywanie oskrzeli lub tchawicy jako miejsca dyfuzji tlenu i dwutlenku węgla. W pytaniach o mechanizm oddychania trzeba zawsze zwracać uwagę na związek: mięśnie oddechowe → zmiana objętości klatki piersiowej → zmiana ciśnienia → ruch powietrza.
Quizy w tym zestawie
24 pytań w 3 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu