Elpošanas sistēma — plaušas, gāzu apmaiņa un šūnu elpošana
Elpošanas sistēma: uzzini, kā plaušas, gāzu apmaiņa un šūnu elpošana nodrošina skābekļa piegādi, oglekļa dioksīda izvadīšanu un enerģiju šūnām.
Par bioķīmisko procesu sk. elpošana.
Elpošanas sistēma, saukta arī par gāzu apmaiņas sistēmu, ir orgānu sistēma, kas atbrīvo organismu no oglekļa dioksīda un uzņem skābekli. Oglekļa dioksīds, kas ir metaboliskais atkritumprodukts, tiek izvadīts no organisma, bet nepieciešamais skābeklis nonāk organismā, lai šūnas varētu ražot enerģiju. Galvenie elpošanas sistēmas orgāni ir deguns, rīkle, balsene, traheja, bronhi un plaušas, kuras satur miljoniem plaušu maisiņu — alveolu — gāzu apmaiņai.
Pamata elpošanas procesam var izcelt vairākus soļus:
- Pirmais solis šajā procesā ir gaisa ieelpošana jeb ieelpošana, kad no ārpuses caur degunu vai muti tiek ievilkts gaiss, kas bagāts ar skābekli.
- Nākamais solis ir gāzu apmaiņa plaušās, kur plaušās alveolu un kapilāru sieniņu starpā, pēc difūzijas principa, skābeklis pāriet asinīs un oglekļa dioksīds pāriet no asinīm uz alveolām.
- Tālāk notiek šūnu elpošana — šūnās skābeklis tiek izmantots, lai oksidētu barības vielas un radītu ķīmisko enerģiju (ATP), kā blakusprodukts veidojas oglekļa dioksīds.
- Visbeidzot, šūnu elpošanā radītais oglekļa dioksīds tiek transportēts atpakaļ uz plaušām un izelpots no organisma.
Anatomija un galvenās struktūras
Elpošanas ceļi sākas degunā (nofiltrē, sasilda un mitrina gaisu), turpinās caur rīkli un balseni, tad traheju, kas dalās divos bronhos — katram plaušu vēderam. Bronhi tālāk sadalās sīkākās bronhiolēs un beidzas ar alveolāriem maisiņiem — alveolām, kur tieši notiek gāzu apmaiņa ar kapilārām asinīm. Plaušas ir izvietotas krūškurvī, un to virsma ir klāta ar plaušu pleiru.
Elpošanas mehānika
Elpošanas kustība nodrošina gaisa plūsmu iekšā un ārā no plaušām. Galvenais elpošanas muskulatūras darbinieks ir diafragma — kupolveida muskulis zem plaušām — un ārējie starpribu (interkostālie) muskuļi. Ieelpojot diafragma saraujas un pazeminās, palielinot krūškurvja tilpumu un samazinot intrapleirālo spiedienu, kas ļauj gaisam plūst iekšā (negatīvā spiediena princips). Izelpojot muskuļi atslābst, plaušas saraujas un gaiss tiek izspiests ārā.
Gāzu apmaiņa un transports asinīs
Alveolu sieniņas ir ļoti plānas un blakus kapilāriem, kas nodrošina efektīvu difūziju. Skābeklis pāriet no alveolām uz asinsriti un lielākoties saistās ar hemoglobīnu eritrocītos, veidojot oksihemoglobīnu. Oglekļa dioksīds asinīs transportējas trīs veidos: kā ogļskābes jonai (HCO3−) eritrocītos, saistīts ar hemoglobīnu vai kā šķīstošs CO2 plazmā. Šis transports nodrošina, ka CO2 tiek nogādāts atpakaļ uz plaušām izelpošanai.
Šūnu elpošana (metabolisms)
Šūnu elpošana ir bioloģiskais process, kurā šūnas izmanto skābekli, lai oksidētu organiskās vielas (piem., glikozi) un ražotu ķīmisko enerģiju (ATP). Aerobo šūnu elpošanu veido galvenokārt glikolīze, citronskābes cikls (Krebs cikls) un elektrontransporta ķēde — šajos procesos rodas arī ūdens un oglekļa dioksīds. Ja skābekļa ir maz, šūnas var īslaicīgi izmantot anaerobu elpošanu (piem., pienskābes fermentāciju), kas ražo mazāk ATP un rada pienskābi.
Elpošanas regulācija
Elpošanas ritmu un dziļumu regulē elpošanas centri smadzeņu stumbrā (pamatā medulla oblongata un pons). Ķīmiskie receptori kakla artērijās (karotīds) un aortas locītavās reaģē uz asinsspiediena, skābekļa, oglekļa dioksīda koncentrācijas un pH izmaiņām, īpaši jutīgi ir CO2 līmeņa un asins skābuma pieaugumam — tas palielina elpošanas ātrumu un dziļumu, lai izvadītu lieko CO2.
Biežākās slimības un riski
- Astmatoīdās elpošanas slimības — bronhu spazmas, sašaurināšanās un iekaisums;
- Hroniska obstruktīva plaušu slimība (HOPS/COPD) — ilgstoša bronhu sašaurināšanās, bieži saistīta ar smēķēšanu;
- Plaušu infekcijas (piem., pneimonija) — var ierobežot gāzu apmaiņu alveolās;
- Akūtas elpošanas problēmas — elpošanas mazspēja, pneimonija, plaušu embolija u.c.
Kā saglabāt elpošanas sistēmas veselību
- Nesmēķēt un izvairīties no pasīvās smēķēšanas;
- vakcinācijas (piem., pret gripu, pneimoniju) un higiēnas ievērošana, lai samazinātu infekciju risku;
- regulāras fiziskās aktivitātes, kas uzlabo plaušu kapacitāti un sirds–asinsvadu veselību;
- izvairīties no gaisa piesārņojuma un daļiņu ietekmes darbavietā; izmantot individuālos aizsardzības līdzekļus, ja nepieciešams;
- ārstēties un kontrolēt hroniskas slimības (piem., astmu, alerģijas) pēc ārsta norādījumiem.
Elpošanas sistēma ir būtiska dzīvībai — tā nodrošina skābekļa piegādi šūnām un atbrīvo organismu no oglekļa dioksīda. Pareiza profilakse, ātra slimību diagnostika un veselīgs dzīvesveids palīdz saglabāt šo sistēmu funkcionējošu un samazina nopietnu slimību risku.
Elpošana
Elpošana ir pirmais elpošanas posms. Lai elpošana notiktu, organismam ir nepieciešama pastāvīga skābekļa pieplūde, kas tiek nodrošināta ar elpošanu. Ieelpošana ir gaisa ieelpošana. Lai ieelpotu, plaušas izplešas, samazinot gaisa spiedienu plaušās. To izraisa divas darbības. Diafragma (muskuļaudis, kas atdala plaušas no vēdera) tiek pavelta uz leju. Arī muskuļi starp ribām saraujas, lai paplašinātu krūškurvi. Abas šīs darbības paplašina plaušas. Lai piepildītu paplašinātās plaušas, gaiss no ārpuses ar augstāku spiedienu ieplūst zema spiediena zonā plaušās. Gaiss vispirms izplūst caur degunu un muti, tad caur balseni (balsenes), tad pa traheju (balsene), caur elpceļu (elpvads) un ieplūst plaušās un izplūst ārā.
Plaušas ir veidotas no daudzām caurulēm jeb zariem. Kad gaiss nonāk plaušās, tas vispirms iet caur zariem, ko sauc par bronhiem, tad caur mazākiem zariem, ko sauc par bronhiolamām, un visbeidzot nonāk gaisa maisiņos. Gāzu apmaiņa notiek gaisa maisiņos, kur skābeklis mainās ar oglekļa dioksīdu. Oglekļa dioksīds, kas atrodas gaisa maisiņos, ir jāizelpo jeb jāizdala. Ieelpai pretējā procesā diafragma un ribu muskuļi atslābst, tāpēc plaušas kļūst mazākas. Tā kā gaisa spiediens plaušās ir lielāks, kad tās ir mazākas, gaiss tiek izspiests ārā. Izelpotajā gaisā ir augsta oglekļa dioksīda koncentrācija un zema skābekļa koncentrācija. Maksimālais gaisa tilpums, ko var ieelpot un izelpot, tiek saukts par plaušu vitālo tilpumu, un tas ir līdz pieciem litriem.
Gāzu apmaiņa
Ieelpotais gaiss nokļūst līdz gaisa maisiņiem katra bronhiokļa galā. Gaisa maisiņus sauc par alveolām - to virsma ir liela, tie ir mitri, plāni un tuvu asinsvadam. Ieelpotajā gaisā skābekļa koncentrācija ir daudz lielāka nekā oglekļa dioksīda koncentrācija, savukārt asinīs, kas ieplūst plaušās, ir vairāk oglekļa dioksīda nekā skābekļa. Tas rada koncentrācijas gradientu starp gaisu gaisa maisiņos un asinīm, kas nozīmē, ka gaisā ir vairāk skābekļa nekā asinīs.
Pateicoties membrānai, skābeklis var viegli difundēt iekšā un ārā. Skābeklis ar augstu koncentrāciju gaisa maisiņos difundē asinīs, kur skābekļa koncentrācija ir zema, un oglekļa dioksīds ar augstu koncentrāciju asinīs difundē gaisa maisiņos, kur oglekļa dioksīda koncentrācija ir zema. Asinīs esošais skābeklis nonāk asinsrites sistēmā un tiek izmantots ķermeņa šūnās. Oglekļa dioksīds, kas atrodas gaisa maisiņos, tiek izelpots no organisma.
Saistītās lapas
- Elpošana
- Elpošanas trakts
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir elpošanas sistēma?
A: Elpošanas sistēma, saukta arī par gāzu apmaiņas sistēmu, ir organisma process, kurā notiek atbrīvošanās no oglekļa dioksīda un skābekļa uzņemšana.
J: Kādi ir galvenie šajā procesā iesaistītie orgāni?
A: Galvenais šajā procesā iesaistītais orgāns ir plaušas.
J: Kāds ir pirmais solis šajā procesā?
A: Pirmais solis šajā procesā ir gaisa ieelpošana jeb ieelpošana. Ieelpošana nozīmē, ka organismā nonāk gaiss, kurā ir daudz skābekļa.
J: Kas notiek gāzu apmaiņas laikā?
A: Gāzu apmaiņas laikā skābeklis difundē asinīs un oglekļa dioksīds difundē no asinīm.
J: Kā šūnu elpošana ražo enerģiju šūnām?
A: Šūnu elpošana ražo ķīmisko enerģiju, kas nepieciešama šūnu darbībai, kā arī oglekļa dioksīdu.
J: Kur nonāk oglekļa dioksīds, kas rodas šūnu elpošanā, kad tas ir saražots?
A: Oglekļa dioksīds, kas rodas šūnu elpošanā, tiek izelpots no ķermeņa no plaušām.
Meklēt