Un om tipic nu poate supraviețui fără să respire mai mult de 3 minute și chiar dacă ați dori să vă țineți respirația mai mult, sistemul nervos autonom ar prelua controlul. Acest lucru se datorează faptului că celulele trebuie să mențină metabolismul oxidativ pentru producerea de energie care regenerează continuu adenozin trifosfat (ATP). Pentru ca fosforilarea oxidativă să aibă loc, oxigenul este utilizat ca reactant și dioxidul de carbon este eliberat ca produs rezidual. S-ar putea să fiți surprinși să aflați că, deși oxigenul este o nevoie critică pentru celule, de fapt acumularea de dioxid de carbon este cea care vă conduce în primul rând nevoia de a respira. Dioxidul de carbon este expirat și oxigenul este inhalat prin sistemul respirator, care include mușchii pentru a muta aerul în și din plămâni, căile de trecere prin care se mișcă aerul și suprafețele microscopice de schimb de gaze acoperite de capilare. Sistemul cardiovascular transportă gaze de la plămâni către țesuturi în tot corpul și invers. O varietate de boli pot afecta sistemul respirator, cum ar fi astmul, emfizemul, tulburarea pulmonară obstructivă cronică (BPOC) și cancerul pulmonar. Toate aceste condiții afectează procesul de schimb al gazelor și duc la respirație obosită și la alte dificultăți.

Principalele organe ale sistemului respirator funcționează în principal pentru a furniza oxigen țesuturilor corpului pentru respirația celulară, pentru a elimina dioxidul de carbon rezidual și pentru a ajuta la menținerea echilibrului acido-bazic. Porțiuni ale sistemului respirator sunt, de asemenea, utilizate pentru funcții non-vitale, cum ar fi simțirea mirosurilor, producerea vorbirii și pentru tensionare, cum ar fi în timpul nașterii sau tusei.

Figura 2.15 Structuri respiratorii majore

sistemul

Structurile respiratorii majore se întind pe cavitatea nazală până la diafragmă. Funcțional, sistemul respirator poate fi împărțit într-o zonă conductoare și o zonă respiratorie. Zona conducătoare a sistemului respirator include organele și structurile care nu sunt direct implicate în schimbul de gaze (traheea și bronhiile). Schimbul de gaze are loc în zona respiratorie.

Zona de dirijare

Funcțiile majore ale zonei de conducere sunt de a oferi o cale pentru aerul de intrare și ieșire, îndepărtarea resturilor și agenților patogeni din aerul de intrare și încălzirea și umidificarea aerului de intrare. Mai multe structuri din zona conductoare îndeplinesc și alte funcții. Epiteliul pasajelor nazale, de exemplu, este esențial pentru a simți mirosurile, iar epiteliul bronșic care acoperă plămânii poate metaboliza unii agenți cancerigeni din aer. Zona conducătoare include nasul și structurile sale adiacente, faringele, laringele, traheea și bronhiile.

Zona respiratorie

Spre deosebire de zona conductoare, zona respiratorie include structuri care sunt direct implicate în schimbul de gaze. Zona respiratorie începe în cazul în care bronhiolele terminale se alătură unei bronșiole respiratorii, cel mai mic tip de bronșiol (Figura 2.16 „Zona respiratorie”), care duce apoi la un canal alveolar, deschizându-se într-un grup de alveole.

Figura 2.16 Zona respiratorie

Bronhiolii duc la sacii alveolari în zona respiratorie, unde are loc schimbul de gaze.

Alveole

Un canal alveolar este un tub compus din mușchi neted și țesut conjunctiv, care se deschide într-un grup de alveole. O alveolă este una dintre numeroasele saci mici, asemănători strugurilor, care sunt atașați de conductele alveolare.

Un sac alveolar este un grup de alveole individuale care sunt responsabile pentru schimbul de gaze. O alveolă are un diametru de aproximativ 200 μm, cu pereți elastici care permit alveolei să se întindă în timpul admisiei de aer, ceea ce mărește foarte mult suprafața disponibilă pentru schimbul de gaze. Alveolele sunt conectate la vecinii lor prin pori alveolari, care ajută la menținerea unei presiuni egale a aerului în alveole și plămâni.

Figura 2.17 Localizarea sistemului respirator

Figura 2.17 arată locația structurilor respiratorii în corp. Figura B este o vedere mărită a căilor respiratorii, alveolelor (sacilor de aer) și capilarelor (vasele de sânge minuscule). Figura C este o vedere de aproape a schimbului de gaze dintre capilare și alveole. CO2 este dioxid de carbon, iar O2 este oxigen.

Un organ major al sistemului respirator, fiecare plămân găzduiește structuri atât ale zonelor conductoare, cât și ale celor respiratorii. Funcția principală a plămânilor este de a efectua schimbul de oxigen și dioxid de carbon cu aerul din atmosferă. În acest scop, plămânii schimbă gaze respiratorii pe o suprafață epitelială foarte mare - aproximativ 70 de metri pătrați - care este foarte permeabilă la gaze.

Anatomia brută a plămânilor

Plămânii sunt organe împerecheate în formă de piramidă, care sunt conectate la trahee prin bronhiile drepte și stângi; sub plămâni este diafragma, un mușchi plat, în formă de cupolă, situat la baza plămânilor și a cavității toracice.

Figura 2.18 Anatomia de bază a plămânilor

Fiecare plămân este compus din unități mai mici numite lobi. Fisurile separă acești lobi unul de celălalt. Plămânul drept este format din trei lobi: lobiul superior, mijlociu și inferior. Plămânul stâng este format din doi lobi: lobi superiori și inferiori.

Rezerva de sânge

Funcția majoră a plămânilor este de a efectua schimbul de gaze, care necesită sângele care curge prin țesuturile pulmonare (circulația pulmonară). Această cantitate de sânge conține sânge dezoxigenat și se deplasează către plămâni unde eritrocitele, cunoscute și sub denumirea de celule roșii din sânge, preiau oxigenul pentru a fi transportat în țesuturile din tot corpul. Artera pulmonară transportă sângele dezoxigenat în plămâni. Artera pulmonară se ramifică de mai multe ori pe măsură ce urmărește bronhiile și fiecare ramură devine din ce în ce mai mică în diametru până la capilarele minuscule, unde alveolele eliberează dioxidul de carbon din sânge în plămâni pentru a fi expirate și preiau oxigenul din aerul inhalat pentru a oxigena sângele . Odată ce sângele este oxigenat, acesta se scurge din alveole prin intermediul mai multor vene pulmonare care ies din plămâni pentru a transporta oxigenul către restul corpului.

Licență

Nutriția umană de la Universitatea din Hawai’i la Mānoa Programul de știință alimentară și nutriție umană este licențiat sub o licență internațională Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International, cu excepția cazului în care se menționează altfel.