układ oddechowy

UKŁAD ODDECHOWY
I
1.Oddychanie komórkowe- dostarcza energii wykorzystywanej do różnych niezbędnych procesów biologicznych (np: praca mięśni)
2.Oddychanie tlenowe: 36 ADP + 36 P + C6H12O6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP (energia), całkowite utlenienie glukozy,
zysk energetyczny ok. 40%. Zachodzi najpierw w cytoplazmie, a później w wyspecjalizowanych komórkach łańcucha oddechowego.
II Etap – w matrix w mitochondrium
Cykl
Krebsa -
2 ADP + 2P )|
(energia)2 ATP < ↓
2 Kwas pirogronowy : CH3COCOOH
|(
↓ > CO2
2 Acetylon – CoA (koenzym A)
↓
Kwas szczawiowy_______ ADP + P
↑
H+
|(
|_____________ | ATP
- glikoliza
NADH
NAD
III Etap- w łańcuchu oddechowym:
- jest to zespół przenośników jonów
\/
wodorowych i elektronów
NADH-(H+, e-)-> FADH-(H+, e-)-> CoQ-(H+, e-)->cytochromy-(H+, e-)-------->O2 - - - >H2
ułożonych wg. wzrastającego
↑
powinowactwa do H+ i e-.
ADP + P
ATP ADP + P
ATP ADP + P
ATP ADP + P
ATP
Wdech
3. Oddychanie beztlenowe- beztlenowy rozkład związków organicznych (fermentacja). Zysk energetyczny ok. 2%.
Przebieg: (str. 115, rys.58)
Fermentacje:
- Alkoholowa- drożdże, powstaje etanol z wydzielaniem CO2.
- Masłowa- bakterie i pierwotniaki żyjące w przewodzie pokarmowym przeżuwaczy, rozkład celulozy, powstaje kw. masłowy
- Mlekowa- bakterie mlekowe, powstaje kwas mlekowy. U ludzi podczas wzmożonego wysiłku fizycznego. W czasie długu
tlenowego (niedobór) kwas mlekowy powstaje w mięśniach. Po dostarczeniu tlenu 1/5 kwasu mlekowego ulega rozpadowi na CO2 i
H2O oraz energie, a 4/5 zostają przetransportowane do wątroby i przetworzone w glukozę, przy udziale energii z rozpadu.
4. Metabolizm- przemiana energii i materii. Całokształt przemian biochemicznych i towarzyszących im przemian energii,
zachodzących w komórkach żywych organizmów i stanowiących podłoże wszelkich zjawisk biologicznych. Podział:
a) Anabolizm- reakcje syntezy, A + B –(ATP → ADP + P + E)-> C, reakcja endoenergetyczna, np: fotosynteza, synteza białek.
b) Katabolizm- reakcja rozpadu, C-(P + ADP + E→ ATP)--> A + B , reakcja egzoenergetyczna, np: oddychanie tlenowe.
ATP- związek bogatoenergetyczny, magazynuje energie. Adenina – Ryboza – P ˜˜ P ˜˜ P. ˜˜ - wiązania wysoko energetyczne. (rys60).
ATP ↔ ADP + P + E
ADP ↔ AMP + P + E
ATP ↔ AMP + 2P + E
5. Wymiana gazowa, oddychanie ustrojowe (zewnętrzne)- pobieranie O2 i wydychanie CO2 na drodze dyfuzji. Między
środowiskiem, a płucami i pęcherzykami płucnymi, a krwią.
II
1. Nozdrza- wejście
2. jama nosowa- dzięki gruczołom śluzowym, błonie śluzowej powietrze jest nawilżone, nabłonek rzęskowy oczyszcza, a dobre
ukrwienie ścian ogrzewa powietrze. Dzięki komórkom zmysłowym odczuwamy zapachy.
3. Gardło- dzięki podniebieniu miękkiemu uniemożliwia dostanie się pokarmu do jamy nosowej.
4. Krtań – dzięki nagłośni uniemożliwia dostanie się pokarmu do krtani. 9 chrząstek połączonych ze sobą wiązadłami i mięśniami
chroni ją przed uszkodzeniami. Głośnia posiadająca struny głosowe jest odpowiedzialna za wydawanie głosu. Chrząstka tarczowata
u mężczyzn - jabłko Adama.
5. Tchawica – chrząstki tchawiczne są odpowiedzialne za drożność tchawicy i uniemożliwiają jej zapadanie. Jest też błona śluzowa
pokryta nabłonkiem migawkowym i rzęskami i gruczołami śluzowymi.
6. Oskrzela i oskrzeliki- Są dwa oskrzela główne (lewe i prawe), prawe jest krótsze i grubsze. Tworzą drzewo oskrzelowe prowadzące
do płuc. Zaopatrują płuca w powietrze.
7. Płuca i pęcherzyki płucne- lewe płuco jest mniejsze niż prawe. Są podzielone na płaty (prawe- 3, lewe-2) z oskrzelami płatowymi
zaopatrującymi w powietrze. Płuca dzielą się na segmenty zawierające oskrzeliki segmentowe dzielące się na oskrzeliki końcowe, na
których są pęcherzyki płucne , tworzące grona, które są anatomiczną i czynnościową jednostką płuc. W pęcherzykach płucnych,
dzięki dobrze ukrwionemu, cienkiemu, jednowarstwowemu nabłonkowi, występuje wymiana gazowa. Surfaktant na powierzchni
pęcherzyków obniża napięcie powierzchniowe, zmniejsza opory sprężyste pracy oddechowej płuc.
8. Opłucna: blaszki. Jama opłucna – to przestrzeń między opłucnymi, jest wyścielona płynem surowiczym obniżając tarcie przy
ruchach płuc.
a) Opłucna płucna (trzewna)- bezpośrednio pokrywa płuco
b) Opłucna ścienna – oddzielająca przeponę
9. Przepona i mięśnie międzyżebrowe– przepona - płaski mięsień między jamą klatki piersiowej, a jamą brzuszną. Zmienia objętość
klatki piersiowej i ciśnienie powietrza w płucach.
III Wentylacja płuc
1. Wdech- akt czynny, aktywny- mięśnie się męczą
- skurcz mięśni międzyżebrowych, powodujący przesunięcie się żeber do przodu, góry i na boki.
- przesunięcie się przepony w dół
- zwiększenie objętości klatki piersiowej
- zmniejszenie ciśnienia w pęcherzykach płucnych (o 2-3 mm Hg) niż w atmosferze (podciśnienie).
- powietrze wypełnia płuca
2. Wydech – akt bierny- mięśnie się nie męczą
- rozkurcz mięśni
- zmniejszenie objętości i zwiększenie ciśnienia (nadciśnienie)
IV Czynności układu oddechowego
1. Ośrodek oddechowy, umieszczony w rdzeniu przedłużonym, reguluje częstotliwość wykonywania oddechów.
Liczba oddechów zależy od ilości gazów oddechowych w atmosferze i zapotrzebowaniu. Jest zależny od stężenia CO2 we krwi.
CO2 reaguje z wodą w osoczu krwi tworząc słaby H2CO3, obniżając nieco pH krwi tworząc tzw. kwasice.
2. Pojemność płuc:
- pojemność całkowita - maksymalna pojemność (ok . 5l)
- pojemność życiowa- pojemność maksymalna minus zalegająca (ok. 4l), mierzy się ją za pomocą spirometru.
- powietrze zalegające- powietrze zostające w pęcherzykach nawet po najgłębszym wydechu. Zapobiega to zapadaniu się do środka.
(ok. 1l)
- pojemność oddechowa- pojemność przy spokojnym wdechu lub wydechu (ok. 0,5l)
- objętość zapasowa wdechowa- dodatkowa objętość którą możemy zmieścić oprócz wdechowej (ok. 2,5l)
- objętość zapasowa wydechowa- dodatkowa objętość przy głębokim wydechu.
3. Powietrze wydychane - jest mieszaniną powietrza atmosferycznego (wdechowego) i pęcherzykowego.
4. Transport CO2 i O2 na drodze dyfuzji. Dyfuzja – samorzutne przemieszczanie się cząsteczek substancji ze środowiska o większym
stężeniu do środowiska o mniejszym stężeniu, do wyrównania stężeń. (str.128. rys.68, 69)
Wdech—O2->dyfuzja do krwi-->4 O2 +Hb-->Hb(O2)4 oksyhemoglobina-->dysocjacja: ( Hb(O2)4--> Hb + 4 O2 )-->dyfuzja do
komórek --> do mitochondrium --> do łańcucha oddechowego--> O2 – ostateczny akceptor H+, e- --> Oddychanie wewnątrz
komórkowe (powstanie ATP), wydzielenie się CO2 --> ... -->dyfuzja CO2 do krwi --> do pęcherzyków płucnych --> wydech
* ... CO2 przemieszcza się na parę sposobów. W postaci:
- karbaminohemoglobiny: (ok. 23%) CO2 jest połączone z białkową częścią hemoglobiny
- rozpuszczonej we krwi (ok. 7%)
- jonów wodorowęglanowych: CO2 + H2O--> H2CO3--> H+ + HCO35. Hemoglobina – czerwony barwnik krwi. Występuje w erytrocytach (czerwonych krwinkach). Nie posiada jądra, kształt
dwuwklęsłych krążków. Białko transportujące z częścią nie białkową 4 cząsteczki hemu, w których są jony Fe+ (II). Tlen luźno łączy
się z hemoglobiną (oksyhemoglobina) nie zmieniając wartościowości Fe tzw. utlenowanie. Krew z dużą ilością oksyhemoglobiny
jest jasno czerwona, tzw. krew utlenowana, tętnicza. Odtlenowana hemoglobina nadaje krwi barwę ciemną, tzw. krew żylna.
V. Choroby i zaburzenia
1. Zanieczyszczenia powietrza:
- pyłowe- małe cząsteczki ciał stałych. Najniebezpieczniejsze są najmniejsze pyły nie zatrzymywane w początkowych odcinkach ukł.
- gazowe- występowanie szkodliwych gazów: węglowodory aromatyczne (benzopiren), CO.
- mikrobiologiczne- drobnoustroje w powietrzu. Dostają się wraz z wdychanym powietrzem tzw. zakażenie kropelkowe.
2. Choroby genetyczne:
- mukowiscydoza- 1/2000 zachorowań, przyczyna: mutacja genowa- zmiana jednego nukleotydu w DNA, gen ten koduje białko
potrzebne do transportu Cl-. Skutki: Nadmierne wydzielanie śluzu, duże stężenie Cl- w śluzie, drobnoustroje, stany zapalne.
- nowotwory złośliwe płuc- przemiana komórki w komórkę nowotworową to transformacja. Czynniki wywołujące transformacje:
a) związki chemiczne, b) fizyczne: promieniowanie (jonizujące), c) biologiczne: wirusy onkogenne. Czynniki te prowadzą do
uszkodzenia DNA komórki, dochodzi do nadmiernego namnożenia komórek rakowych. Etapy rakowacenia: a) inicjacja: uszkodzenie
DNA komórki przez działanie czynnikami rakotwórczymi, tzw. karcynogeny, b) promocja: działanie czynnikami wspierającymi
(promocyjnymi) wzrost nowotworu (np: detergenty, etanol), c) progresja: ujawnienie się nowotworów, powstanie przerzutów i
wyniszczenia organizmu. Czynniki rakotwórcze w środowisku człowieka str.138, rys. 72.
3. Choroby zakaźne:
- Grypa- przyczyna: wirusy grypy. Występuje zazwyczaj w postaci epidemii. Okres wylęgania: 2-3 dni. Objawy: dreszcze, bóle
mięśniowo-stawowe, suchy kaszel, wysoka gorączka, katar. Powikłania: stany zapalne płuc, mięśnia sercowego, mózgu. Istnieje
szczepionka na grypę, wirus grypy dynamicznie mutuje. Leczenie: pozostanie w domu, leki objawowe, w razie powikłań antybiotyki.
- Katar- pochodzenie wirusowe, sprzyja oziębienie ciała. U dzieci katar może wywoływać zapalenie ucha środkowego.
- Zapalenie płuc- przyczyna: bakterie, wirusy, grzyby. Przenosi się drogą kropelkową. Prowadzi do wytworzenia płynu w
pęcherzykach płucnych, zmniejszając powierzchnie oddechową. Leczenie: antybiotyk, u dzieci i starszych hospitalizacja.
- Zapalenie oskrzeli (nieżyt oskrzeli)- obrzęk i zaczerwienienie błony śluzowej oskrzeli, zwiększenie wydzielania śluzu. Śluz utrudnia
dopływ powietrza do płuc, występują duszności, odruch kaszlu. Przyczyna: wirusy i bakterie. Postać ostra trwa 7-14 dni. Rozwojowi
choroby sprzyja zanieczyszczone powietrze i oziębienie ciała. Chroniczne (przewlekłe) zapalenie trwa co najmniej 2 lata.
-- Rozedma płuc – Przyczyna: Przewlekłe zapalenie oskrzeli. Następuje zmniejszenie sprężystości ścian pęcherzyków płucnych oraz
zanik przewodów międzypęcherzykowych. Skutek: trudności z oddychaniem.
- Gruźlica- najniebezpieczniejsza choroba zakaźna. Przyczyna: bakterie- prątki gruźlicy, przez zakażenie kropelkowe lub płynowe
bądź pokarmowe (od chorych zwierząt). Bakterie przedostają się do krwi, a potem do różnych narządów inicjując proces chorobowy.
Objawy: takie jak w przeziębieniu i grypie. Zapobieganie: szczepionka BCG raz na 2-4 lata, próba tuberkulinowa decyduje o
kolejnej. Diagnostyka: prześwietlenie płuc.
- Przeziębienie- przyczyna: wirus
- angina i szkarlatyna- przyczyna: bakterie paciorkowców
4. Choroby na tle alergicznym:
-katar sienny
-astma oskrzelowa- Skutki: duszności, skurcze mięśni oskrzeli, wytwarzanie gęstej śluzowej wydzieliny, zwężenie światła oskrzeli.
Objawy: przedłużony i świszczący oddech. Choroba może pojawić się w każdym wieku. Czynniki wywołujące gwałtowne reakcje
alergiczne np: kurz, zarodniki grzybów, pyłki roślin, sierść zwierząt.
5. Papierosy- zawierają substancje rakotwórcze (karcynogeny) oraz substancje promocyjne. skład : str39rys.73.
Palenie papierosów przez kobiety w ciąży zwiększa ryzyko poronienia i przedwczesnego porodu. Potomstwo matek palących cierpi
na FTS- płodowy zespół tytoniowy, objawy:
-redukcja masy ciała,
-zwiększone ryzyko nagłej śmierci noworodka oraz zachorowalności okołoporodowej,
-częstsze choroby ukł. Oddechowego i skłonność do alergii,
-niższy iloraz inteligencji, problemy w nauce, zaburzenia dojrzewania emocjonalnego,
-zaburzenia dojrzewania fizycznego (np: wzrostu).
Bardzo szkodliwa jest nikotyna powodująca skurcz naczyń krwionośnych, co ogranicza dostęp tlenu i składników odżywczych dla
płodu.
Niezwykle groźne jest jednoczesne palenie papierosów i picie alkoholu (etanolu)- zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienie raka
przełyku 17-krotnie.
Palenie bierne to wdychanie dymu papierosowego wydychanego przez osobę palącą papierosa.
(str.139,rys.74)