Mechanika oddychania

Układ oddechowy składa się z dróg oddechowych oraz właściwego narządu oddychania, którym są płuca, dwa

gąbczaste narządy w kształcie stożka, po jednym umieszczone, po prawej i lewej stronie w klatce piersiowej.

Układ oddechowy działa jak pompa ssąca: podczas wdechu zasysa powietrze do płuc, a w czasie wydechu - wydala je na zewnątrz. Przepływ powietrza do płuc jest możliwy dzięki ujemnemu ciśnieniu w klatce piersiowej.

Skurcz przepony i mięśni międzyżebrowych podczas wdechu prowadzi do obniżenia się przepony i zwiększenia objętości klatki piersiowej. Wydech, podczas którego usuwany jest dwutlenek węgla, polega na zmniejszeniu się dzięki sprężystości płuc i ścian klatki piersiowej.

Wymiana gazowa

Zawierające tlen powietrze dociera do płuc przez drogi oddechowe, czyli jamę nosową, gardło, krtań, tchawicę i oskrzela. Zadaniem dróg oddechowych, poza przewodzeniem powietrza, jest jego ogrzewanie, nawilżanie i usuwanie zanieczyszczeń.

Powietrze w drogach oddechowych nie podlega wymianie gazowej, dlatego przestrzeń dróg oddechowych nazywamy anatomiczną przestrzenią nieużyteczną.

Wdychane powietrze miesza się ze znajdującym się w płucach powietrzem o niskiej zawartości tlenu, a wysokiej - dwutlenku węgla. W miarę przechodzenia powietrza przez drogi oddechowe zmniejsza się zawartość tlenu, a zwiększa - dwutlenku węgla.

W płucach odbywa się pobieranie tlenu do krwi oraz wydalanie na zewnątrz dwutlenku węgla. Strefa wymiany gazowej znajduje się w przewodach pęcherzykowych i pęcherzykach płucnych. Ich bardzo cienka ściana umożliwia dyfuzję gazów.

Dostateczne pobieranie tlenu i wydalanie dwutlenku węgla jest możliwe dzięki wielkiej powierzchni wymiany gazowej.

Łaczna powierzchnia pęcerzyków płucnych wynosi od 40 do 80 m² .

Czynność układu oddechowego jest zsynchronizowana z czynnością układu krążenia. Do wymiany gazowej dochodzi podczas przepływu krwi przez płuca. Do tkanek, gdzie odbywa się oddychanie na poziomie komórkowym, tlen dociera w postaci związku z hemoglobiną, białkiem znajdującym się w krwinkach czerwonych. Układ krążenia zapewnia również transport dwutlenku węgla do płuc.

________________________________________________________________________________________

Układ oddechowy - fizjologia oddychania

Podstawowe czynności układu oddechowego

Zadaniem układu oddechowego jest wymiana gazów między organizmem a otaczającym środowiskiem: pobieranie tlenu z powietrza, dostarczanie go z krwią tętniczą oraz usunięcie dwutlenku węgla. Ponadto płuca biorą udział w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej. Przez płuca wydalana jest część wody ustrojowej oraz niektóre lotne trucizny.

Nie wszystkie części płuc są wentylowane jednakowo. W warunkach spoczynku pęcherzyki wypełniają się w 85%.

Podczas wysiłku fizycznego, a więc zwiększonego zapotrzebowania na tlen, odsetek ten wzrasta do 98%.

Wymiana gazowa

Dyfuzja gazów z płuc do krwi i z krwi do płuc odbywa się przez błonę pęcherzykowo - włośniczkową. Błona ta składa się z nabłonka pęcherzyków, przestrzeni zewnątrzkomórkowej i śródbłonka naczynia włosowatego.

Tlen, po pokonaniu błony pęcherzykowo - włośniczkowej, dyfunduje przez osocze i błonę komórkową krwinek czerwonych. Transportowany jest w połączeniu z hemoglobina, przenika do tkanek na drodze dyfuzji. Krew podczas przechodzenia przez naczynia włosowate oddaje różną ilość tlenu. Ilość ta znacznie wzrasta podczas wysiłku fizycznego. Dwutlenek węgla transportowany jest do płuc w krwinkach czerwonych (w połączeniu z hemoglobiną) oraz osoczu.

Ośrodkowa regulacja oddychania

Wdech i wydech są sterowane przez ośrodki w rdzeniu przedłużonym. Z ośrodków tych biegną impulsy do mięśni oddechowych. Oddychanie jest regulowane również na drodze chemicznej. Najsilniejszym bodźcem zwiększającym wentylacje płuc jest dwutlenek węgla: działa on na chemoreceptory zlokalizowane w rdzeniu przedłużonym.

Wymiana gazowa u płodu

Płód otrzymuje tlen i oddaje dwutlenek węgla za pośrednictwem łożyska. Płuca płodu są zdolne do wymiany gazowej dopiero w 25 tygodniu, gdy rozwiną się pęcherzyki płucne.