The Respiratory System

Share

|

Dyreceller krever O2 for aerobic åndedrett. Hvis cellene ikke er direkte eksponert mot det ytre miljøet, så noen mekanisme må gi gass utveksling til interne celler, og leverer O2 og fjerne avfall CO2. Bevegelsen av gasser inn og ut av hele organismen kalles åndedrett. (Dette uttrykket, åndedrett, er også brukt for å beskrive Mobiltlf åndedrett, prosessen med å produsere ATP i mitokondriene i cellene.) Følgende gassutveksling mekanismer er funnet i dyr:

1. Direkte med miljø. Noen dyr er små nok til at gassutveksling direkte med det ytre miljøet. Mange av disse dyrene, som Platyhelminthes (Flatormer), vanligvis har store flater, og hver celle enten er eksponert for det ytre miljøet eller er nær nok at gassene er tilgjengelige ved diffusjon gjennom tilstøtende celler. I større dyr er, for eksempel Annelida (segmentert ormer), gassutveksling gjennom huden suppleres av et distribusjonssystem (a sirkulasjonssystemet) rett innenfor huden.

2. Gjellene. Gjeller er evaginated strukturer, eller outgrowths fra kroppen, som skaper et stort areal over hvilke gassutveksling skjer. Inne i gjellene, et sirkulasjonssystem fjerner oksygen og leverer avfall CO2. I enkelte dyr, som polychaeten worms (Annelida), gjellene er eksterne og ubeskyttet. I andre dyr, gjellene er interneog beskyttet. I fisk, for eksempel går inn vann i munnen, går over gjellene, og kommer ut gjennom Gill dekning, eller operculum. Motstrømsprinsippet mellom motsatte bevegelser av vann og underliggende blod gjennom blodårene maksimerer diffusjon av O2 i blodet og CO2 ut i vannet.

3. Tracheae. Insekter har chitin-lined rør eller tracheae, at gjennomsyre kroppene deres. Oksygen kommer inn (eller CO2 utganger) den tracheae gjennom åpninger kalt spiracles; Diffusjon oppstår på tvers fuktet Tracheal avslutninger.

4. Lungene. Lungene er invaginated strukturer, eller hulrom i kroppen på dyret. Bok lungene, forekommer i mange edderkopper, er stabler av flate membraner innelukket i et indre kammer.

Gassutveksling hos mennesker skjer som følger:

1. Nese, svelg, strupehodet. Luft inn i nesen og passerer gjennom nesehulen, pharynx,og strupehodet. Strupehode ( "voice box") inneholder stemmebåndene.

2. Luftrøret. Etter å ha passert strupehodet, kommer luft til trachea, en brusk-lined tube. Når dyret er svelge, en spesiell klaff kalt epiglottis dekker luftrøret, hindrer inngangen av fast og flytende materiale.

3. Bronkiene, bronchioles. Luftrøret grener i to bronkiene (entall, bronkitt), Som går inn i lungene og så grein flere ganger, danner smalere rør kalt bronchioles.

4. Alveolus. Hver bronchiole grenen ender i en liten sac kalt en alveolus (flertall, alveoler).

Hver alveolus er tett omgitt av blod-bærer kapillærer.

5. Diffusion mellom alveolar kamre og blod. Gassutveksling skjer ved diffusjon over fuktig, SAC membraner av alveoler. Oksygen diffunderer inn fuktigheten dekker membranen, gjennom alveolar veggen, gjennom blodet kapillære veggen, inn i blodet og inn i røde blodceller. Karbondioksid diffunderer i motsatt retning.

6. Bulk flow of O2. Sirkulasjonssystemet transporterer O2 i hele kroppen i løpet av røde blodlegemer. Røde blodcellene inneholder hemoglobin, jern inneholder proteiner som O2 obligasjoner.

7. Diffusjon mellom blod og celler. Blood kapillærer gjennomsyre kroppen. Oksygen diffunderer ut av røde blodlegemer, på tvers av blod kapillærveggene, i interstitiell væsker (væskene omkringliggende cellene), og på tvers av cellemembranene. Karbondioksid diffunderer i motsatt retning.

8. Bulk strømning av CO2. Mest CO2 transporteres som oppløst bikarbonat ioner (HCO3 -) i plasma, den flytende delen av blodet. Dannelsen av HCO3 -, men forekommer i de røde blodcellene, der dannelsen av karbonsyre (H2CO3) er katalysert av enzymet karbonsyre anhydrase.

Etter deres formasjon i de røde blodcellene, HCO3 - ioner diffus tilbake i plasma. Del CO2, men ikke blir HCO3 - i stedet blander det direkte med plasma (som CO2) eller bindes med aminosyren grupper av hemoglobinmolekyler innsiden røde blodlegemer.

9. Bulk luftstrømmen inn og ut av lungene (mekanismer åndedrett). Air er flyttet inn og ut av lungene ved å endre sitt volum. Volumet av lungene økes ved sammentrekning av membran (en muskel under lungene) og interkostalrom muskler (muskler mellom ribbeina). Når lunge volumet øker, lufttrykket i lungene minsker. Dette medfører en trykkforskjell mellom luft i lungene og luften utenfor kroppen. Som et resultat av siv luft inn i lungene ved bulk flow. Når membranen og interkostalrom musklene slappe av volumet i lungene synker, øker presset på lufta, slik at luften til å skynde seg.

10. Kontroll av åndedrett. Chemoreceptors i carotis arteriene (blodårene som forsyner blod til hjernen) overvåke pH i blodet. Når et legeme er aktiv, CO2 produksjonen øker. Når CO2 som kommer opp på plasma konverteres til HCO3 - og H +, blod pH drops (blir mer syrlig). Som svar på chemoreceptors sender nerveimpulser til membranen og interkostalrom muskler for å øke respirasjonsfrekvens. Dette resulterer i en raskere omsetning i gassutveksling, som i sin tur returnerer blodet pH til det normale. Regulering av respirasjonsfrekvens på denne måten er et eksempel på hvordan homeostasis vedlikeholdes av negative tilbakemeldinger.

---