UKŁAD ODDECHOWY CZŁOWIEKA

Układ oddechowy człowieka umożliwia transport powietrza i sprawną wymianę

gazową, czyli dostarcza tlen do organizmu a wydala dwutlenek węgla.

Układ oddechowy człowieka

Budowa układu oddechowego człowieka

Drogi oddechowe

Jama nosowa

Pierwszy odcinek dróg oddechowych. Powietrze dostające się do jamy nosowej ulega
oczyszczeniu, ogrzaniu oraz nawilżeniu, dzięki silnie ukrwionej i pokrytej licznymi włoskami
błonie śluzowej. Zachodzi tu również odbieranie wrażeń węchowych.

Gardło

Odcinek, w którym krzyżują się drogi układu oddechowego i pokarmowego. Przesyła
wdychane powietrze z jamy nosowej do krtani.

Krtań

Zespół 9 ruchomych względem siebie chrząstek połączonych mięśniami i więzadłami. Łączący
gardło z tchawicą. Jest również narządem głosotwórczym (fałdy głosowe zwane strunami
głosowymi). Podczas połykania pokarmów nagłośnia zamyka wejście do tchawicy, chroniąc
przed zakrztuszeniem lub uduszeniem.

Tchawica

Lekko spłaszczona elastyczna rura zbudowana z leżących nad sobą chrząstek (kształtu
podkowiastego) zapewniających drożność, wyścielona nabłonkiem migawkowym. Dzięki
ruchom rzęsek usuwane są z tchawicy zanieczyszczenia. Często pomaga temu odruch kaszlu,
polegający na nagłym skurczu mięśni tchawicy.

Oskrzela

Silnie rozgałęzione kanały wzmocnione pierścieniami chrzęstnymi, którymi powietrze dociera
do pęcherzyków płucnych. Oskrzela wyścieła od środka nabłonek migawkowy, którego rzęski
zawsze poruszają się w kierunku tchawicy, kierując tam śluz i drobne zanieczyszczenia.

Płuca

Głównymi narządami układu oddechowego są parzyste płuca; płuco lewe zbudowane jest z
dwóch płatów a prawe z trzech. Płuca są plątaniną drobnych oskrzeli i oskrzelików
zakończonych pęcherzykami płucnymi. Pojedynczy pęcherzyk płucny jest cienkościennym,
elastycznym elementem otoczonym bardzo gęstą siecią naczyń włosowatych. Wnętrze
pęcherzyka wyścieła jednowarstwowy nabłonek płaski, który umożliwia sprawną wymianę
gazową.

Wentylacja płuc i wymiana gazowa

Mechanizm wentylacji płuc polega na rytmicznych ruchach klatki piersiowej,

związanych z wciąganiem powietrza i wypuszczaniem go z płuc. Wdech jest fazą aktywną,
związaną ze skurczem przepony i mięśni międzyżebrowych a wydech jest fazą bierną,
związaną z rozluźnieniem mięśni.

Porównanie wdechu i wydechu

WDECH

WYDECH

•

Przepona się kurczy i opada

•

Mięśnie międzyżebrowe się kurczą,
powodując unoszenie klatki
piersiowej

•

Zwiększa się objętość klatki
piersiowej

•

Ciśnienie powietrza wewnątrz płuc
maleje

•

Na skutek różnicy ciśnień powietrze
wpływa do płuc

•

Przepona się rozluźnia i unosi

•

Mięśnie międzyżebrowe się
rozluźniają powodując opadanie
klatki piersiowej

•

Zmniejsza się objętość klatki
piersiowej

•

Ciśnienie powietrza wewnątrz płuc
rośnie

•

Na skutek różnicy ciśnień powietrze
wypływa z płuc

Wymiana gazowa w pęcherzykach płucnych

Pęcherzyki płucne są otoczone licznymi naczyniami włosowatymi, przez które przepływa
krew. Wymiana gazowa w pęcherzykach płucnych odbywa się na zasadzie dyfuzji, ponieważ
istnieje duża różnica pomiędzy stężeniem gazów znajdujących się w powietrzu wewnątrz
pęcherzyka płucnego i stężeniem tych gazów we krwi.

Budowa pęcherzyków płucnych

W wymianie gazów oddechowych uczestniczą erytrocyty i osocze. Erytrocyty prawie w
całości transportują tlen z płuc do komórek oraz około 20% dwutlenku węgla z komórek do
płuc. Pozostałe 80% dwutlenku węgla rozprowadza osocze.

Skład i wymiana gazów oddechowych w % objętości

Powietrze

Tlen

Dwutlenek

węgla

Para

wodna

Wdychane

21%

0,03%

0,8%

Wydychane

13,2%

4,2%

6,2%

Pęcherzykowe

15,3%

5,2%

6,2%

Zawartą w erytrocytach hemoglobinę połączoną z tlenem nazywamy oksyhemoglobiną,
natomiast połączenie hemoglobiny i dwutlenku węgla nazywamy karbaminohemoglobiną.
Karboksyhemoglobina to połączenie hemoglobiny z tlenkiem węgla (czadem); czad ma
większe powinowactwo do hemoglobiny niż tlen, dlatego wypiera go z oksyhemoglobiny,
zajmując jego miejsce i przyczyniając się do śmiertelnych zatruć.

Rodzaje pojemności płuc i objętość znajdującego się w nich powietrza

Pojemność całkowita płuc dorosłego człowieka waha się od 4 do 6 litrów. Zależy ona między
innymi od płci, aktywności fizycznej.

Pojemność całkowita płuc to suma pojemności życiowej płuc i objętości zalegającej

Pojemność życiowa płuc to suma powietrza oddechowego, uzupełniającego i zapasowego

Objętość oddechowa to ilość powietrza wymieniana w płucach podczas spokojnego wdechu
i wydechu

Objętość uzupełniająca to ilość powietrza dostającego się dodatkowo do płuc podczas
pogłębionego wdechu

Objętość zapasowa to ilość powietrza, która zostaje usunięta dodatkowo z płuc podczas
głębokiego wydechu

Objętość zalegająca to ilość powietrza, które zawsze znajduje się w płucach. Chroni
pęcherzyki powietrza przed zlepianiem.

Choroby układu oddechowego

•

Zaziębienie –Choroba wirusowa rozprzestrzeniająca się drogą kropelkową. Objawami
są: wysoka gorączka, nieżyty nosa i gardła, czasami kaszel.

•

Zapalenie oskrzeli – wywoływane przez bakterie lub wirusy. Objawami są: złe
samopoczucie, kaszel, czasami podwyższona temperatura.

•

Grypa – choroba wywołana przez wirusy – wirus typu A, B, C. Rozprzestrzenianie
grypy odbywa się drogą kropelkową. Objawami są: bardzo wysoka gorączka, bóle
głowy, mięśni i stawów, chrypka, kaszel. Nieleczona może doprowadzić do bardzo
poważnych powikłań takich jak: zapalenie płuc, opłucnej a nawet mięśnia sercowego.

•

Zapalenie płuc – wywołuje dwoinka zapalenia płuc. Objawami są wysoka gorączka,
dreszcze, kaszel, ból w klatce piersiowej. Często jest konsekwencją nieleczonej grypy
lub zapalenia oskrzeli.

•

Gruźlica płuc – wywołuje ją prątek Kocha. Źródłem zakażenia są: chorzy prątkujący
ludzie od których możemy się zarazić drogą kropelkową lub chore zwierzęta, głównie
krowy, od których możemy się zarazić pijąc mleko zawierające prątki gruźlicy. Na

gruźlicę najczęściej zapadają osoby źle odżywiające się, żyjące w ciągłym stresie lub
przemęczone. Zaliczana jest do chorób społecznych.

•

Astma – bardzo często przyczyną tej choroby są substancje alergiczne. Choroba ta
objawia się dusznością, kaszlem, świszczącym oddechem i niepokojem. Leczenie
polega na podawaniu leków odczulających, rozkurczających oskrzela i
rozrzedzających śluz.

•

Rak płuc – choroba nowotworowa występująca głównie u mężczyzn palących
papierosy. Nałogowe palenie tytoniu zwiększa ryzyko zachorowania nawet 40 –
krotnie, ponieważ w dymie tytoniowym występują liczne szkodliwe substancje
(nikotyna, węglowodory aromatyczne, substancje smoliste).

Higiena układu oddechowego

Zanieczyszczone powietrze spowodowane rozwojem przemysłu jest przyczyną

różnych schorzeń u człowieka. Może wywoływać alergie, podrażniać układ oddechowy,
czasami prowadzi do groźnych chorób płuc - rozedmy lub pylicy. Szkodliwymi dla człowieka
czynnikami wywołującymi schorzenia są: pył nietoksyczny, dwutlenek siarki, dwutlenek
azotu, tlenek węgla, węglowodory aromatyczne, ołów, kurz, dym tytoniowy i inne związki.
Palenie tytoniu, zarówno czynne jak i bierne jest znaczącym zagrożeniem dla zdrowia. Dym
tytoniowy podrażnia nabłonek dróg oddechowych i pęcherzyków płucnych powodując
nadmierne wydzielanie śluzu a zawarte w nim substancje smoliste zlepiają i uszkadzają
nabłonek rzęskowy. Wchłaniany w drogach oddechowych dym papierosowy może
powodować choroby nowotworowe: jamy ustnej, warg, języka, krtani i płuc oraz innych
narządów, np. pęcherza moczowego.

Oddychanie komórkowe jako proces kataboliczny

Oddychanie komórkowe jest to utlenianie biologiczne związków organicznych (głównie
glukozy) przy udziale tlenu do dwutlenku węgla i wody, celem uzyskania energii w postaci
ATP i ciepła. Utlenianie to polega na stopniowym odwodorowaniu substratu oddechowego
(glukozy) w kolejnych etapach oddychania komórkowego. ATP powstaje w wyniku reakcji
fosforylacji substratowej (w glikolizie i cyklu Krebsa) oraz oksydacyjnej (w łańcuchu
oddechowym).

W oddychaniu komórkowym możemy wyróżnić trzy główne etapy:

•

glikolizę – zachodzącą w cytoplazmie komórki (nie wymaga obecności tlenu)

•

cykl Krebsa – zachodzący w matrix mitochondrialnym

•

łańcuch oddechowy – zachodzący na grzebieniach mitochondrialnych

Cykl Krebsa poprzedza reakcja pomostowa, która polega na przekształceniu piogronianu w
acetylo-CoA (acetylokoenzym A), który jest substratem cyklu Krebsa.

Reakcja oddychania tlenowego (w uproszczeniu).

Reakcja oddychania beztlenowego (fermentacja mlekowa) zachodzącego w mięśniach
podczas intensywnego wysiłku fizycznego.

Kwas mlekowy powoduje przejściowe uczucie bólu mięśni i jest metabolizowany w wątrobie
do glukozy.
Bardziej wydajne jest oddychanie tlenowe, ponieważ dostarcza o wiele więcej cząsteczek
ATP – nośnika energii użytecznej biologicznie, wykorzystywanej w komórce do syntez,
transportu substancji (transport aktywny), podziałów komórki, ruchu (pracy mięśni).

Schemat oddychania komórkowego