Respirationsapparat

Der Respirationsapparat ist das anatomische System eines Organismus, der Atmungsbenzin ins Interieur einführt und Gasaustausch durchführt. In Menschen und anderen Säugetieren schließen die anatomischen Eigenschaften des Respirationsapparaten Wetterstrecken, Lungen und die Atmungsmuskeln ein. Moleküle von Sauerstoff und Kohlendioxyd, werden durch die Verbreitung, zwischen der gasartigen Außenumgebung und dem Blut passiv ausgetauscht. Dieser Austauschprozess kommt im alveolaren Gebiet der Lungen vor. Andere Tiere, wie Kerbtiere, haben Respirationsapparaten mit sehr einfachen anatomischen Eigenschaften, und in Amphibien spielt sogar die Haut eine Lebensrolle im Gasaustausch. Werke haben auch Respirationsapparaten, aber der directionality des Gasaustausches kann gegenüber dem in Tieren sein. Der Respirationsapparat in Werken schließt auch anatomische Eigenschaften wie Löcher auf den Unterseiten von als Stomata bekannten Blättern ein.

Vergleichende Anatomie und Physiologie

Pferde

PFERDE sind verpflichten Nasenverschnaufpausen, was bedeutet, dass sie von vielen anderen Säugetieren verschieden sind, weil sie die Auswahl des Atmens durch ihre Münder nicht haben und in Sauerstoff durch ihre Nasen nehmen müssen.

Elefanten

Der Elefant ist das einzige Tier, das bekannt ist, keinen pleural Raum zu haben. Eher werden der parietal und das Eingeweiderippenfell aus dem dichten Bindegewebe sowohl zusammengesetzt und mit einander über das lose Bindegewebe angeschlossen. Wie man denkt, ist dieser Mangel an einem pleural Raum, zusammen mit einem ungewöhnlich dicken Diaphragma, Entwicklungsanpassungen, die dem Elefanten erlauben, Unterwasser-seit langen Zeitspannen zu bleiben, während er durch seinen Stamm atmet, der als ein Schnorchel erscheint.

Vögel

Respirationsapparat]] für ein Detaillieren dieser und anderen Eigenschaften.

Reptilien

Die anatomische Struktur der Lungen ist in Reptilien weniger kompliziert als in Säugetieren mit Reptilien, die an der sehr umfassenden in Säugetierlungen gefundenen Wetterstrecke-Baumstruktur Mangel haben. Der Gasaustausch in Reptilien kommt noch in Alveolen jedoch vor, Reptilien besitzen kein Diaphragma. So kommt Atmen über eine Änderung im Volumen der Leibeshöhle vor, die von der Zusammenziehung von Zwischenrippenmuskeln in allen Reptilien außer Schildkröten kontrolliert wird. In Schildkröten regelt die Zusammenziehung von spezifischen Paaren von Flanke-Muskeln Inspiration oder Ablauf.

Amphibien

Sowohl die Lungen als auch die Haut dienen als Atmungsorgane in Amphibien. Die Haut dieser Tiere ist hoch vascularized und feucht mit der Feuchtigkeit, die über die Sekretion von Schleim von Spezialzellen aufrechterhalten ist. Während die Lungen von primärer Wichtigkeit zum Atmen der Kontrolle sind, helfen die einzigartigen Eigenschaften der Haut schnellem Gasaustausch, wenn Amphibien in am Sauerstoff reichem Wasser untergetaucht werden.

Fisch

Im grössten Teil des Fisches findet Atmung durch Kiemen statt. (Siehe auch Wasseratmung.) Lungfish besitzen wirklich jedoch eine oder zwei Lungen. Die Irrgarten-Fische haben ein spezielles Organ entwickelt, das ihnen erlaubt, den Sauerstoff der Luft auszunutzen.

Anatomie in wirbellosen Tieren

Kerbtiere

Luft geht in die Respirationsapparaten von den meisten Kerbtieren durch eine Reihe von Außenöffnungen genannt Atemlöcher ein. Diese Außenöffnungen, die als Muskelklappen in einigen Kerbtieren handeln, führen zum inneren Respirationsapparaten, eine dicht vernetzte Reihe von Tuben hat tracheae genannt. Das wissenschaftliche tracheal System innerhalb einer Person wird daraus zusammengesetzt, querlaufende und längs gerichtete tracheae miteinander zu verbinden, die gleichwertigen Druck überall im System aufrechterhalten. Diese tracheae Zweig wiederholt, schließlich Tracheolen bildend, die, wassergefüllte Abteilungen nur ein Mikrometer im Durchmesser Rollladen-beendet werden. Es ist an diesem Niveau der Tracheolen, die Sauerstoff an die Zellen für die Atmung geliefert wird. Die Luftröhre wird wegen der durchlässigen Membran der Umgebungsgewebe wassergefüllt. Während der Übung tritt der Wasserspiegel wegen der Zunahme in der Konzentration von Milchsäure in den Muskelzellen zurück. Das senkt das Wasserpotenzial, und das Wasser wird in die Zellen über Osmose zurückgezogen, und Luft wird näher an den Muskelzellen gebracht. Der Verbreitungspfad wird dann reduziert, und Benzin kann leichter übertragen werden.

Wie man

einmal glaubte, haben Kerbtiere Benzin mit der Umgebung unaufhörlich durch die einfache Verbreitung von Benzin ins tracheal System ausgetauscht. Mehr kürzlich, jedoch, ist die große Schwankung im Kerbtier ventilatory Muster dokumentiert worden, und Kerbtier-Atmung scheint, hoch variabel zu sein. Einige kleine Kerbtiere demonstrieren wirklich dauernde Atmung und können an Muskelkontrolle der Atemlöcher Mangel haben. Andere verwerten jedoch Muskelzusammenziehung des Abdomens zusammen mit der koordinierten Atemloch-Zusammenziehung und Entspannung, um zyklische Gasaustauschmuster zu erzeugen und Wasserverlust in die Atmosphäre zu reduzieren. Die am meisten äußerste Form dieser Muster wird diskontinuierliche Gasaustauschzyklen (DGC) genannt.

Weichtiere

Weichtiere besitzen allgemein Kiemen, die Austausch von Sauerstoff von einer wässrigen Umgebung ins Kreislaufsystem erlauben. Diese Tiere besitzen auch ein Herz, das Blut pumpt, das hemocyaninine als sein Sauerstoff gewinnendes Molekül enthält. Folglich ist dieser Respirationsapparat diesem von Wirbelfischen ähnlich. Der Respirationsapparat von Gastropoden kann entweder Kiemen oder eine Lunge einschließen.

Physiologie in Säugetieren

Weil detailliertere Beschreibungen auch Atmungsphysiologie oder Atmung sehen.

Lüftung

In der Atmungsphysiologie ist Lüftung (oder Lüftungsrate) die Rate, an der Benzin eingeht oder die Lunge verlässt. Es wird laut der folgenden Definitionen kategorisiert:

Kontrolle

Lüftung kommt unter der Kontrolle des autonomic Nervensystems von Teilen des Gehirnstamms, das Knochenmark oblongata und der pons vor. Dieses Gebiet des Gehirns bildet die Atmung Durchführungszentrum, eine Reihe von miteinander verbundenen Gehirnzellen innerhalb tiefer und mittlerem Gehirnstamm, die Atmungsbewegungen koordinieren. Die Abteilungen sind das pneumotaxic Zentrum, das apneustic Zentrum und die dorsalen und ventralen Atmungsgruppen. Diese Abteilung ist während des Säuglingsalters besonders empfindlich, und die Neurone können zerstört werden, wenn der Säugling fallen gelassen und/oder gewaltsam geschüttelt ist. Das Ergebnis kann Tod wegen "geschüttelten Baby-Syndroms" sein.

Einatmung

Einatmung wird durch das Diaphragma begonnen und durch die Außenzwischenrippenmuskeln unterstützt. Normale sich ausruhende Atmung ist 10 bis 18 Atem pro Minute mit einem Zeitabschnitt von 2 Sekunden. Während der kräftigen Einatmung (an Raten, die 35 Atem pro Minute überschreiten), oder im Nähern Atmungsmisserfolg, werden zusätzliche Muskeln der Atmung für die Unterstützung rekrutiert. Diese bestehen aus sternocleidomastoid, platysma, und den scalene Muskeln des Halses. Brustmuskeln und latissimus dorsi sind auch zusätzliche Muskeln.

Unter üblichen Zuständen ist das Diaphragma der primäre Fahrer der Einatmung. Wenn sich das Diaphragma zusammenzieht, breitet sich der ribcage aus, und der Inhalt des Abdomens wird gesenkt. Das läuft auf ein größeres Brustvolumen und negativen Druck (in Bezug auf den atmosphärischen Druck) innerhalb der Brust hinaus. Als der Druck in der Brust fällt, zieht Luft in die Leiten-Zone um. Hier wird die Luft gefiltert, gewärmt und befeuchtet, als sie in die Lungen fließt.

Während der erzwungenen Einatmung, als, wenn sie tief einatmen, helfen die Außenzwischenrippenmuskeln und zusätzlichen Muskeln in der weiteren Erweiterung der Brusthöhle.

Während der Einatmung die Diaphragma-Verträge.

Ausatmen

Ausatmen ist allgemein ein passiver Prozess; jedoch wird aktives oder erzwungenes Ausatmen durch den Unterleibs- und die inneren Zwischenrippenmuskeln erreicht. Während dieses Prozesses wird Luft gezwungen oder ausgeatmet.

Die Lungen haben eine natürliche Elastizität: Da sie vom Strecken der Einatmung zurückschrecken, treten Luftströme zurück, bis der Druck in der Brust und der Atmosphäre Gleichgewicht erreicht.

Während des erzwungenen Ausatmens, als, wenn man eine Kerze, expiratory Muskeln einschließlich der Unterleibsmuskeln und inneren Zwischenrippenmuskeln auslöscht, erzeugen Unterleibs- und Brustdruck, der Luft aus den Lungen zwingt.

Gasaustausch

Die Hauptfunktion des Respirationsapparaten ist Gasaustausch zwischen der Außenumgebung und einem Kreislaufsystem eines Organismus. In Menschen und anderen Säugetieren erleichtert dieser Austausch Oxydation des Bluts mit einer begleitenden Eliminierung des Kohlendioxyds und anderer gasartiger metabolischer Verschwendung vom Umlauf. Da Gasaustausch vorkommt, wird das Sauer-Grundgleichgewicht des Körpers als ein Teil von homeostasis aufrechterhalten. Wenn richtige Lüftung nicht aufrechterhalten wird, konnten zwei gegenüberliegende Bedingungen vorkommen: Atmungsazidose, eine lebensbedrohliche Bedingung und Atmungsalkalosis.

Auf die Einatmung kommt Gasaustausch an den Alveolen, die winzigen Säcke vor, die der grundlegende funktionelle Bestandteil der Lungen sind. Die alveolaren Wände sind (etwa 0.2 Mikrometer) äußerst dünn. Diese Wände werden aus einer einzelnen Schicht von epithelischen Zellen (Typ I und Typ II epithelische Zellen) in der Nähe von den Lungenhaargefäßen zusammengesetzt, die aus einer einzelnen Schicht von endothelial Zellen zusammengesetzt werden. Die nächste Nähe dieser zwei Zelltypen erlaubt Durchdringbarkeit Benzin und, folglich, Gasaustausch.

Dieser ganze Mechanismus des Gasaustausches wird durch das einfache Phänomen des Druck-Unterschieds getragen. Wenn der Luftdruck hoch innerhalb der Lungen, der Luft vom Lungenfluss ist. Wenn der Luftdruck niedrig innen, dann Luftströme in die Lungen ist.

Nichtatmungsfunktionen

Lungenabwehrmechanismen

Epithelische Zellen der Wetterstrecke können eine Vielfalt von Molekülen verbergen, die in der Lungenverteidigung helfen. Sekretorischer immunoglobulins (IgA), collectins (einschließlich Surfactant A und D), defensins und anderer peptides und, macht reaktive Sauerstoff-Arten Spaß pro-, und reaktive Stickstoff-Arten werden alle durch die Wetterstrecke epithelische Zellen erzeugt. Diese Sekretionen können direkt als antimicrobials handeln, um zu helfen, die Wetterstrecke frei von Infektion zu behalten. Epithelische Zellen der Wetterstrecke verbergen auch eine Vielfalt von chemokines und cytokines, die die traditionellen geschützten Zellen und andere zur Seite von Infektionen rekrutieren.

Metabolische und endokrine Funktionen der Lungen

Zusätzlich zu ihren Funktionen im Gasaustausch haben die Lungen mehrere metabolische Funktionen. Sie verfertigen surfactant für den lokalen Gebrauch, wie bemerkt, oben. Sie enthalten auch ein fibrinolytic System dass lyses Klumpen in den Lungenbehältern. Sie veröffentlichen eine Vielfalt von Substanzen, die ins arterielle Körperblut eingehen und sie andere Substanzen vom venösen Körperblut entfernen, die sie über die Lungenarterie erreichen. Prostaglandins werden vom Umlauf entfernt, aber sie werden auch in den Lungen synthetisiert und ins Blut veröffentlicht, wenn Lungengewebe gestreckt wird.

Die Lungen aktivieren auch ein Hormon; der physiologisch untätige decapeptide angiotensin werde ich zum pressor umgewandelt, octapeptide angiotensin II im Lungenumlauf aldosterone-stimulierend. Die Reaktion kommt in anderen Geweben ebenso vor, aber es ist in den Lungen besonders prominent. Große Beträge des sich angiotensin-umwandelnden für diese Aktivierung verantwortlichen Enzyms werden auf der Oberfläche der endothelial Zellen der Lungenhaargefäße gelegen. Das sich umwandelnde Enzym auch inactivates bradykinin. Die Umlauf-Zeit durch die Lungenhaargefäße ist weniger als 1 s, noch 70 % des angiotensin ich, die Lungen erreichend, werde zu angiotensin II in einer einzelnen Reise durch die Haargefäße umgewandelt. Vier andere peptidases sind auf der Oberfläche der endothelial Lungenzellen identifiziert worden.

Stimmgebung

Die Bewegung von Benzin durch den Larynx, die Kehlröhre und den Mund erlaubt Menschen, oder phonate zu sprechen. Stimmgebung oder das Singen, in Vögeln kommt über die Panflöte, ein an der Basis der Luftröhre gelegenes Organ vor. Das Vibrieren von Luft, die über den Larynx (Stimmbänder), in Menschen und der Panflöte in Vögeln fließt, läuft auf Ton hinaus. Wegen dessen ist Gasbewegung zu Nachrichtenzwecken äußerst lebenswichtig.

Temperaturkontrolle

Das Keuchen in Hunden und einigen anderen Tieren stellt ein Mittel zur Verfügung, Körpertemperatur zu kontrollieren. Diese physiologische Antwort wird als ein kühl werdender Mechanismus verwendet.

Das Husten und Niesen

Verärgerung von Nerven innerhalb der Nasengänge oder Wetterstrecken, kann das Husten und Niesen veranlassen. Diese Antworten veranlassen Luft, kräftig von der Luftröhre oder Nase beziehungsweise vertrieben zu werden. Auf diese Weise haben Reizmittel im Schleim gegriffen, der sich aufstellt, die Atemwege werden vertrieben oder zum Mund bewegt, wo sie geschluckt werden können. Während des Hustens engt die Zusammenziehung des glatten Muskels die Luftröhre dadurch ein, die Enden der Knorpel-Teller und durch das Stoßen weichen Gewebes ins Lumen zusammenzureißen. Das vergrößert die ungültige Luftstrom-Rate, um jede Reizpartikel oder Schleim zu entfernen und zu entfernen.

Entwicklung in Leuten

Menschen und Säugetiere

Der Respirationsapparat liegt schlafend im menschlichen Fötus während Schwangerschaft. Bei der Geburt wird der Respirationsapparat völlig funktionell nach der Aussetzung, um zu lüften, obwohl etwas Lungenentwicklung und Wachstum überall in der Kindheit weitergehen. Vorbegriff-Geburt kann zu Säuglings mit unterentwickelten Lungen führen. Diese Lungen zeigen unvollständige Entwicklung der alveolaren Zellen des Typs II, Zellen, die surfactant erzeugen. Die Lungen von Vorbegriff-Säuglings können gut nicht fungieren, weil der Mangel an surfactant zu vergrößerter Oberflächenspannung innerhalb der Alveolen führt. So brechen viele Alveolen solch zusammen, dass kein Gasaustausch innerhalb einiger oder der meisten Gebiete Lungen eines Säuglings vorkommen kann, hat eine Bedingung Atmungsqual-Syndrom genannt. Grundlegende wissenschaftliche Experimente, hat Verwenden-Zellen von Hühnerlungen ausgeführt, unterstützen Sie das Potenzial, um Steroiden als ein Mittel zu verwenden, Entwicklung des Typs II alveolare Zellen zu fördern. Tatsächlich, sobald eine Frühgeburt bedroht wird, wird jede Anstrengung gemacht, die Geburt zu verzögern, und eine Reihe von Steroide-Schüssen wird oft der Mutter während dieser Verzögerung verwaltet, um Lungenwachstum zu fördern.

Krankheit

Unordnungen des Respirationsapparaten können in vier allgemeine Gebiete eingeteilt werden:

  • Hemmende Bedingungen (z.B, Emphysem, Bronchitis, Asthma)
  • Einschränkende Bedingungen (z.B, fibrosis, sarcoidosis, alveolarer Schaden, pleural Effusion)
  • Gefäßkrankheiten (z.B, Lungenödem, Lungenembolie, Lungenhypertonie)
  • Ansteckende, andere und Umwelt"Krankheiten" (z.B, Lungenentzündung, Tuberkulose, Asbeststaublunge, particulate Schadstoffe):

Das Husten ist von Hauptwichtigkeit, weil es die Hauptmethode des Körpers ist, Staub, Schleim, Speichel und anderen Schutt von den Lungen zu entfernen. Unfähigkeit zu husten kann zu Infektion führen. Tief Atmen von Übungen kann helfen, feinere Strukturen der Lungen klar von der particulate Sache usw. zu halten.

Die Atemwege wird ständig zu Mikroben wegen der umfassenden Fläche ausgestellt, die ist, warum der Respirationsapparat viele Mechanismen einschließt, sich zu verteidigen und pathogens davon abzuhalten, in den Körper einzugehen.

Unordnungen des Respirationsapparaten werden gewöhnlich innerlich durch einen pulmonologist und Atmungstherapeuten behandelt.

Werke

Werke verwenden Kohlendioxyd-Benzin im Prozess der Fotosynthese, und atmen Sauerstoff-Benzin als Verschwendung aus. Die chemische Gleichung der Fotosynthese ist 6 CO (Kohlendioxyd) und 6 HO (Wasser), und das macht 6 O (Sauerstoff) und CHO (Traubenzucker). Was in der chemischen Gleichung nicht ausgedrückt wird, ist die Festnahme der Energie vom Sonnenlicht, das vorkommt. Fotosynthese verwendet Elektronen auf den Kohlenstoff-Atomen als das Behältnis für diese Energie. Atmung ist das Gegenteil der Fotosynthese. Es fordert die Energie zurück, chemische Reaktionen in Zellen anzutreiben. Auf diese Weise werden die Kohlenstoff-Atome und ihre Elektronen mit Sauerstoff verbunden, der ein Benzin bildet, das sowohl von den Zellen als auch vom Organismus leicht entfernt wird. Werke verwenden beide Prozesse, Fotosynthese, um die Energie und Atmung zu gewinnen, um es zu verwenden.

Pflanzenatmung wird durch den Prozess der Verbreitung beschränkt. Werke nehmen im Kohlendioxyd durch Löcher auf den Unterseiten ihrer Blätter, die als Stoma oder Poren bekannt sind. Jedoch verlangen die meisten Werke wenig Luft. Die meisten Werke haben relativ wenige lebende Zellen außerhalb ihrer Oberfläche, weil Luft (der für den metabolischen Inhalt erforderlich ist) nur in Haut tief eindringen kann. Jedoch werden die meisten Werke an hoch aerobic Tätigkeiten nicht beteiligt, und haben so kein Bedürfnis nach diesen lebenden Zellen.

Zusammenarbeit

Kreislaufsystem

Es wirkt mit dem Kreislaufsystem aufeinander, weil die Lungen sind, wo der Sauerstoff durch das Blut aufgenommen und dann um den Körper transportiert wird.

Hämoglobin-Moleküle in den roten Blutzellen nehmen Sauerstoff auf, wo es reichlich ist (die Lungen) und liefern Sie es an das Einatmen von Geweben (Muskeln...), so wirkt es auch mit dem Muskelsystem aufeinander.

Nervensystem

Es wirkt auch mit dem Nervensystem aufeinander, weil das ist, was die Atmen-Rate, kontrolliert

die Atmen-Rate muss geändert werden, wenn es zu hohe Konzentration des Kohlendioxyds gibt. wenn die Konzentration von CO2 den Chemo-Empfänger vergrößert (chemisch empfindlich), senden Zellen in der Wand der Halsschlagader und Aorta Impulse an das Atmungszentrum des Gehirns,

Nervenimpulse werden auch an das Atmungszentrum von den Strecken-Empfängern in den Lungen - mehr gesandt die Lungen blasen mehr Nervenimpulse auf werden an das Atmungszentrum gesandt

wenn das Atmungszentrum diese Impulse erhält, sendet es Impulse an das Diaphragma und die Zwischenrippenmuskeln, die sie veranlassen sich zusammenzuziehen und die Atmen-Rate zunehmen lassen.

Immunsystem

Der grösste Teil des Respirationsapparaten wird mit Schleimhäuten liniert, die mucosal-verbundenes lymphoid Gewebe enthalten, ist dieses Gewebe ein Teil des lymphatischen Systems, das ein wesentlicher Teil des Immunsystems ist, weil es geschützte Zellen erzeugt (z.B Lymphozyt, der ein Typ des Leukozyten ist), verteidigen Lymphozyten gerade den Körper gegen Infektionen und Viren.

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