Układ oddechowy.doc

Układ oddechowy

1. Układ oddechowy człowieka:

Powietrze atmosferyczne przechodzi początkowo przez górne drogi oddechowe tj. przez nozdrza przednie nosa zewnętrznego, dostaje się do jamy nosowej (nosa wewnętrznego), a z niej przez nozdrza tylne do jamy gardła.

Z gardła powietrze dostaje się do dolnych dróg oddechowych, do których zalicza się: krtań, tchawicę, oskrzela, oskrzeliki oraz właściwe narządy wymiany gazowej – płuca (budowa pęcherzykowata). Płuco prawe zbudowane jest z trzech płatów,

a lewe z dwóch.

Wewnętrzną powierzchnię dróg oddechowych tworzy błona śluzowa - jest ona pokryta nabłonkiem oddechowym migawkowym.

2. Mechanizm wentylacji płuc:

3. Wymiana gazowa:

Pęcherzyki płucne, zwykle o kształcie kulistym (czasem wskutek ucisku z zewnątrz półkulistym lub wielościennym), oplecione są gęstą siecią naczyń krwionośnych włosowatych. Zbudowane są z komórek nabłonkowych, które nazywane są pneumocytami. Tzw. bariera włośniczkowo-pęcherzykowa to przylegające do siebie ściany pęcherzyka i naczynia włosowatego. Poprzez tę barierę tlen dyfunduje do opływającej pęcherzyk krwi,
a do światła pęcherzyka dostaje się dwutlenek węgla. Łączna liczba pęcherzyków płucnych wynosi ok. 300 milionów, a powierzchnia oddechowa to ok. 100 m².

Hemoglobina (Hb) + O2 à oksyhemoglonina (HbO2)

Hemoglobina (Hb) + CO2 à karbaminohemoglobina (HbCO2)

Hemoglobina (Hb) + CO à karboksyhemoglobina (HbCO)

Oddychanie komórkowe:

1. Metabolizm – całokształt przemian materii i energii zachodzących w organizmie

2. Anabolizm – reakcje syntezy zawiązków złożonych ze związków prostych, co wymaga nakładów energii (reakacje endoergiczne) np. fotosynteza

3. Katabolizm – reakcje rozkładu związków złożonych do związków prostych z uwolnieniem energii (reakcje egzoergiczne) np. oddychanie komórkowe

4. Budowa ATP:

Aby uzyskana energia w wyniku procesów katabolicznych mogła być wykorzystana konieczna jest obecność istnienia przenośników energii. Typowym przenośnikiem energii jest ATP (adenozynotrójfosforan) jest typowym przenośnikiem energii zbudowanym z: zasady azotowej adeniny, cukru rybozy i trzech reszt kwasu fosforowego.

ATP + woda à ADP + P + energia

ADP + woda à AMP + P + energia

Głównym procesem w wyniku którego powstaje ATP jest oddychanie komórkowe.
w komórkach zwierzęcych 95% ATP powstaje w mitochondrium, mitochondrium 5% w cytoplazmie (fosforyzacja = powstawanie ATP).

5. Istota tego procesu oddychanie komórkowego jest utlenianie (spalanie) zawiązków organicznych
w wyniku czego powstaje energia zmagazynowana w ATP. Substratami energetycznymi są najczęściej cukry lub tłuszcze, a w warunkach głodzenia organizmu białka. Najważniejszymi reakcjami w czasie utleniania substratów są reakcje związane z obecnością wodorów. Oderwane wodory przenoszone są na tlen, a podczas tego procesu wyzwala się energia wiązana w ATP.

6. Etapy oddychania komórkowego:

a) glikoliza – zachodzi w cytoplazmie komórki w warunkach nie wymagających obecności tlenu. Polega na przekształceniu GLUKOZY w dwie cząsteczki KWASU PIROGRONOWEGO.

Zysk energetyczny netto: 2 cząsteczki ATP i 2 cząsteczki NADH2 . Ooksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu - w warunkach tlenowych pirogronian wnika do mitochondrium, gdzie ulega przemianom do czynnego octanu acetylokoenzymu A (acetylo-CoA).

Zysk: 2 cząsteczki NADH2 i uwalnia się dwutlenek węgla

b) cykl Krebsa (cykl kwasu cytrynowego) - Przemiany cyklu zachodzą w matrix mitochondrium i polegają na stopniowym utlenieniu acetylokoenzymu A do dwutlenku węgla i wody. Zysk: 3 cząsteczki NADH2,
1 cząsteczka FADH2, 1 cząsteczka ATP,
2 cząsteczki dwutlenku węgla

c) fosforyzacja oksydacyjna (łańcuch oddechowy) - zachodzi w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Odłączone atomy wodoru są akceptowane przez FAD, a następnie przez układ przenośników
w wewnętrznej błonie na tlen. Podczas przenoszenia wyzwala się energia wiązana w ATP. Z 36 cząsteczek ATP syntetyzowanych w czasie utleniania glukozy, 32 tworzy się podczas fosforyzacji oksydacyjnej. Przenośniki elektronów w łańcuchu oddechowym: NADH2 à FADH2 à ubichinon à cytochrom à oksydaza cytochromowa

7. Bilans energetyczny procesu:

W wyniku utleniania 1 mola glukozy powstaje 36 cząsteczek ATP, co stanowi około 40% energii zawartej w glukozie, reszta rozprasza się w postaci ciepła.

8. Choroby układy oddechowego - są to wszystkie schorzenia obejmujące drogi oddechowe lub
z nimi związane. Najczęściej występujące choroby układu oddechowego: choroby infekcyjne, nieżyt nosa Przeziębienie, zapalenie migdałków podniebiennych, zapalenie oskrzeli, zapalenie płuc, gruźlica, grypa, angina, choroby nowotworowe, SARS

9. Profilaktyka chorób zakaźnych:

- dbałość o higienę układu oddechowego

- zwiększenie odporności przez hartowanie ciała

- odpowiednie leczenie infekcji

- zmniejszanie zanieczyszczenia atmosfery

- niepalenie tytoniu

- unikanie przebywanie w zapylonym pomieszczeniu (środowisku)

- okresowe badania

10. Współdziałanie układów krwionośnego i oddechowego

·          w czasie wysiłku fizycznego zapotrzebowanie na tlen zwiększa się nawet do 25x

·          przyspieszony rytm oddychania i głębsze oddechy oraz skurcze serca, sprawiają ze organizm otrzymuje większą ilość tlenu (usuwając dwutlenek węgla i ciepło)

·          stężenie dwutlenku węgla we krwi reguluje tempo pracy

·          ośrodek oddechowy znajduje się w rdzeniu przedłużonym (komórki rdzenia reagują na wzrost dwutlenku węgla we krwi i jonów wodorowych we krwi tętniczej)

·          podczas znacznego wysiłku w mięśniach następuje rozkład glikogenu i gromadzi się kwas melisowy, co prowadzi do tzw. długu tlenowego (natychmiast uruchamia to wzmożoną wentylacje płuc, i zwiększenie ilości tlenu, aby umożliwić usunięcie nadmiaru kwasu mlekowego i odnowę związków wysokoenergetycznych)

·          w razie niedostatku tlenu komórki mięśniowe przejściowo mogą rozkładać glikogen bez udziału tlenu