Układ oddechowy

oddychanie wewnętrzne – komórkowe

oddychanie wewnętrzne – komórkowe

oddychanie zewnętrzne - płucne

oddychanie zewnętrzne - płucne

Oddychanie wewnętrzne

komórkowe

Oddychanie wewnętrzne

komórkowe

Istotą oddychania komórkowego jest wyzwalanie swobodnej energii z
połączeń tlenu w wodorem i magazynowanie jej w związkach
wysokoenergetycznych.

Uwolnione

z

oksyhemoglobiny

cząsteczki

tlenu

podążają

do

mitochondriom komórkowego. Tu tlen zostaje zredukowany elektronami i
protonami z łańcucha oddechowego.

W trakcie przechodzenia elektronów przez łańcuch oddechowy złożony z
wielu związków dochodzi do powstania wysokoenergetycznego związku
ATP, który jest w innych endoergicznych procesach źródłem życiodajnej
energii

O

2

CELLULAR

RESPIRATION

ROS

STIMULATION OF

PHAGOCYTIC

CELL ACTIVITY

DETOXIFICATION

ENVIRONMENT

Abiotic, biotic

factors

RFT

OXIDATIVE

STRESS

DEGRADACJA

molekuł komórkowych

AKUMULACJA

zmodyfikowanych molekuł

HAMOWANIE

aktywności

proteasomów i lizosomów

AGING

Enzymy antyoksydacyjne

SOD, GPx, GR, KAT

Niskocząsteczkowe związki

GSH, Wit.C

Systemy

naprawy i degradacji

ANTY-AGING

Te dwa procesy związane są z przenoszeniem
tlenu
i dwutlenku węgla przez erytrocyty oraz z
wentylacją
płuc czyli rytmicznym zasysaniem powietrza
bogatego
w O2 do pęcherzyków płucnych i usuwaniem z
nich
powietrza ze zwiększoną ilością CO2.

Oddychanie zewnętrzne

płucne

Wentylacja płuc nazywana jest
oddychaniem
zewnętrznym lub oddychaniem
płucnym.

Do komórek musi zostać dostarczony tlen a usunięty dwutlenek węgla.
Funkcję dostawcy i odbiorcy spełnia krążąca krew, a proces odbierania CO2 i
dostarczania O2 , czyli wymiana gazowa odbywa się nieprzerwanie na
zasadzie dyfuzji:

Na poziomie komórek

, pomiędzy krwią (przepływającą w naczyniach

włosowatych) a płynem międzykomórkowym i komórką;

Na poziomie płuc

, pomiędzy krwią

(przepływającą
przez naczynia włosowate pęcherzyków
płucnych)
a powietrzem pęcherzykowym

Oddychanie zewnętrzne

płucne

Droga jaką przemieszcza się powietrze w układzie oddechowym:

drogi oddechowe: przewody nosowe, gardło, tchawica, oskrzela, oskrzeliki –

następuje tu ogrzanie, nasycenie parą wodną i oczyszczenie powietrza z

pyłów.

pęcherzyki płucne

Przepływ powietrza jest wynikiem powstającej różnicy ciśnień między
pęcherzykami płucnymi a otoczeniem. Różnica ciśnień jest powodowana
zmianą objętości klatki piersiowej, w czasie bowiem wdechu objętość ta
powiększa się, a w czasie wydechu wraca do stanu wyjściowego.

Mechanizm wdechu i wydechu

Płuca znajdują się w szczelnie zamkniętej

jamie opłucnej

okolonej

opłucną płucną

szczelnie przylegającą do

opłucnej

ściennej

, czyli do ściany klatki piersiowej.

Zwiększenie objętości klatki piersiowej, w
wyniku którego następuje wdech,
powodowane jest skurczem mięśni
wdechowych.

Opłucna płucna

Opłucna ścienna

Do

mięśni wdechowych

przyczepionych

do żeber należy

przepona

,

mięśnie

międzyżebrowe zewnętrzne

, niektóre

mięśnie grzbietu i piersiowe

. Skurcz

mięśni wdechowych w czasie wdechu
kosztem wykonanej pracy pokonuje
liczne opory, dlatego też dzięki
nagromadzonej sile w rozciągniętych
tkankach wydech jest aktem biernym.
Powoduje to ruch powietrza z
pęcherzyków na zewnątrz organizmu.

wentylacja

Opłucna płucna

Opłucna ścienna

Proces przystosowania wentylacji płuc do zapotrzebowania tkanek na tlen
sterowany jest przez układ nerwowy i regulację hormonalną. Najprostszymi
efektami tych regulacji jest pogłębienie oddechów i przyspieszenie częstości
oddychania.

W czasie normalnego oddychania przy każdym wdechu i wydechu cyrkuluje
tzw.

powietrze oddechowe.

normalny wdech

+ wdech maksymalny

Powietrze uzupełniające

normalnym wydech+ wydech maksymalny

Powietrze zapasowe

Objętość powietrza oddechowego,

zapasowego i uzupełniającego określa

pojemność życiową płuc.

pozostaje zawsze tzw. powietrze zalegające

W pęcherzykach płucnych i przewodach
pęcherzykowych..

Wymiana gazów miedzy krwią a powietrzem pęcherzykowym

Wymiana gazów między powietrzem pęcherzykowym a krwią opiera się na
zasadzie dyfuzji i zależy od różnicy ciśnień wymienianych gazów w obu
tkankach.

Komórki oddechowe w pęcherzykach pokryte są

surfaktantem

– wydzieliną

zmniejszającą opór sprężysty płuc, zabezpieczającą przed infekcją
bakteryjna, nawilżającą powietrze oddechowe.

Komórki oddechowe leżą na cienkiej błonie podstawowej, która styka się z
błona podstawową śródbłonka naczyń włosowatych.. Naczynia włosowate
oplatają gęstą siecią pęcherzyk płucny.

W krwinkach powstaje oksyhemoglobina
co jest uzależnione od prężności tlenu w
danym

środowisku,

temperatury,

prężności

CO2

i

stężenie

jonów

wodorowych w krwinkach.
Przyłączenie tlenu do hemoglobiny
powoduje natychmiastowe przyłączenie
K +. Powoduje to przejęcie przez krwinkę
rozpuszczonych w osoczu
wodorowęglanów a następnie
wyrzucenie na zewnątrz krwinki do
osocza a potem do powietrza
pęcherzykowego – dwutlenku węgla.

Regulacja oddychania

Chemoreceptory

wrażliwe na stężenie CO2, O2 znajdują się między innymi w

kępkach zatoki szyjnej. Drogami aferentnymi informacja jest przekazywana
do O.U.N. (pień mózgu – sieci neuronów oddechowych)) a stąd drogami
efernetnymi impuls biegnie do mięśni oddechowych międzyżebrowych.

Mechanoreceptory

– w tchawicy, oskrzelach i oskrzelikach – reagują na

mechaniczne rozciąganie płuc podczas wdechu – ich pobudzenie powoduje
inicjację wydechu.

Niedostateczne wypełnienie się powietrzem pęcherzyków np. w czasie
zwolnionej wentylacji płuc przy znużeniu prowadzi do pobudzenia
mikrokosmków komórek szczoteczkowych (pneumocyty typ III), co powoduje
odruch ziewania. Po kilku głębokich wdechach pobudzenie tych receptorów
ustaje.