Układ oddechowy
Z Wikipedii
Układ oddechowy - zespół narządów umożliwiających organizmowi oddychanie. Integralnym elementem układu jest narząd oddechowy.
Spis treści |
[edytuj] Wprowadzenie
Metabolizm komórek zwierzęcych wymaga ciągłego dostarczania tlenu oraz usuwania jego produktów końcowych (dwutlenku węgla i wody). Zwierzęta wykształciły w drodze ewolucji układy oddechowe o różnym stopniu skomplikowania: od form najprostszych (oddychanie przez powłokę ciała), przez uproszczone pojedyncze narządy po rozbudowane systemy z parzystymi narządami.
Wymiana gazowa pomiędzy organizmem a jego otoczeniem może odbywać się po spełnieniu pewnych warunków:
- błona przepuszczalna dla gazów musi być wystarczająco wilgotna
- odpowiednio wysoka prężność tlenu w otoczeniu
- odpowiednio wysoka prężność dwutlenku węgla w płynach ustrojowych
[edytuj] Budowa układu oddechowego
Najbardziej rozwinięty układ oddechowy (np. u kręgowców wyższych ewolucyjnie) tworzą:
- drogi oddechowe: (jama nosowa, gardło, krtań, tchawica, oskrzela)
- właściwy narząd oddechowy (skrzela lub płuca)
- oraz - pośrednio - układ krwionośny transportujący krew do tkanek.
[edytuj] Funkcje układu oddechowego
- pobranie tlenu z otoczenia (powietrza lub wody)
- oczyszczenie, ogrzanie, nawilżanie wdychanego powietrza
- transport powietrza do narządu oddechowego, gdzie następuje wymiana gazowa
- dostarczenie tlenu do tkanek oraz dwutlenku węgla z tkanek do narządu oddechowego (tę funkcję przejmuje układ krwionośny)
- wydalenie produktów końcowych z organizmu przez drogi oddechowe
[edytuj] Układ oddechowy bezkręgowców
[edytuj] Dyfuzja
Najprostszą formą wymiany gazowej jest dyfuzja przez powłokę ciała do tkanek. Ze względu na wymaganą wilgotność powierzchni oddechowej dyfuzja jest możliwa jedynie w środowisku wodnym. Rozpuszczony w wodzie tlen dyfunduje do wnętrza komórek, a dwutlenek węgla na zewnątrz, do otaczającej wody. Wyspecjalizowane narządy oddechowe nie są potrzebne przy niedużych rozmiarach ciała, znacznej jego powierzchni w stosunku do objętości lub znikomej ilości materii organicznej w stosunku do masy ciała, jak u meduzy. Komórki metabolizujące z reguły tworzą powłokę ciała lub leżą tuż pod nią, tak więc droga dyfuzji tlenu jest bardzo krótka. Tempo metabolizmu jest na ogół niewielkie, tak więc już stosunkowo małe ilości tlenu zaspokajają potrzeby organizmu. Z takiego sposobu oddychania korzystają bardzo małe zwierzęta (od pierwotniaków do pierścienic). Wymiana gazowa u tych zwierząt wodnych zachodzi całą powierzchnią ciała.
[edytuj] Płazińce i obleńce
Zwierzęta te oddychają całą powierzchnią ciała, natomiast formy pasożytujące wewnętrznie oddychają beztlenowo na drodze fermentacji (rozkład glikogenu). Dodatkowo niektóre formy larwalne obleńców są wrażliwe na stężenia tlenu, przemieszczając się wraz z jego wzrostem.
[edytuj] Pierścienice
Większość oddycha całą powierzchnią ciała. Komórki gruczołowe ich naskórka wydzielają śluz, dzięki czemu powierzchnia ciała jest stale wilgotna. Tlen z powietrza rozpuszcza się w śluzie i poprzez powłoki ciała dyfunduje do sieci naczyń włosowatych tuż pod zewnętrzną warstwą komórek naskórka. U wieloszczetów (Nereida) dodatkowo funkcję narządu wymiany gazowej pełnią skrzela w postaci unaczynionych wyrostków powłok ciała - wąsów skrzelowych - osadzonych na parapodiach.
[edytuj] Stawonogi
U poszczególnych grup układ oddechowy jest rozmaicie ukształtowany. Drobne, planktonowe skorupiaki (oczlik, rozwielitka) oddychają całą powierzchnią ciała.
[edytuj] Skorupiaki
Narządem wymiany gazowej są cienkościenne, blaszkowate skrzela z reguły zlokalizowane u podstawy lub na członach podstawowych odnóży krocznych. U drobnych form mogą to być i same odnóża, zawierające dobrze rozwinięte przestrzenie hemolimfatyczne. Wymianę gazową warunkuje stopień zwilżenia skrzeli.
[edytuj] Owady
Układ oddechowy owadów zbudowany jest z systemu rozgałęzionych rurek zwanych tchawkami. Powietrze dostaje się do systemu tchawek przez przetchlinki - niewielkie otwory w powierzchni ciała. Liczba i położenie przetchlinek są różne u różnych gatunków. Maksymalna liczba przetchlinek wynosi 20 (8 par przetchlinek tułowiowych i 2 pary odwłokowych). Następnie powietrze wędruje systemem rozgałęziających się tchawek, które sięgają do wszystkich okolic ciała zwierzęcia. Tchawki mają chitynową osłonkę, zapewniającą odpowiednią elastyczność ścianek. Tlen dostarczany jest wprost do komórek. Wymiana powietrza z tchawek odbywa się przez dyfuzję gazów oraz dzięki skurczom mięśni tułowia i odwłoka. Wewnątrz ciała tchawki kończą się ślepo, mikroskopijnej wielkości delikatnymi, wypełnionymi płynem tracheolami. Wymiana gazowa zachodzi na drodze dyfuzji pomiędzy płynem wypełniającym tracheole, a komórkami ciała. Larwy owadów żyjące w wodzie oddychają skrzelotchawkami. Są to cienkościenne blaszki na odwłoku prowadzące do właściwych tchawek. U owadów występuje więc bezpośrednie dostarczenie tlenu do każdej komórki ciała z pominięciem układu krążenia. Zapewnia to wysoką wydajność wymiany gazowej, niezbędną do lotu.
[edytuj] Pajęczaki
Narządem wymiany gazowej są płucotchawki (1 do 4 par) zlokalizowane na dole odwłoka. Są to grzebykowate, spłaszczone rozgałęzienia pni tchawkowych, omywane przez hemolimfę transportującą gazy oddechowe. Powietrze do płucotchawek dostaje się przetchlinkami.
[edytuj] Mięczaki
Narządem wymiany gazowej u mięczaków wodnych są z reguły parzyste, unaczynione skrzela. U ślimaków płucodysznych narządem wymiany gazowej jest unaczyniony nabłonek jamy płaszczowej.
[edytuj] Układ oddechowy kręgowców
Pierwotnym narządem wymiany gazowej kręgowców są skrzela. Kręgowce lądowe oddychają płucami (zwykle parzystymi). Powstały one prawdopodobnie z parzystego pęcherza pławnego.
[edytuj] Kręgouste i ryby
Kręgouste i ryby oddychają przede wszystkim skrzelami. Są one umiejscowione w ścianach szpar skrzelowych łączących gardziel z otoczeniem. U ryb spodoustych szpary skrzelowe otwierają się bezpośrednio na zewnątrz, po bokach ciała (rekin) lub od spodu (płaszczka). U ryb kościstych szpary skrzelowe są nakryte wieczkiem skrzelowym, a ruch wody przez skrzela powstaje w wyniku współdziałania kości otaczających otwór gębowy z ruchami wieczka. W stadiach larwalnych ryb pojawiają się często tzw. skrzela zewnętrzne. U niektórych ryb ważną rolę w procesie wymiany gazów pełni skóra - wynika to z płytkiego umiejscowienia naczyń włosowatych. Niektóre ryby posiadły zdolność oddychania powietrzem atmosferycznym.
[edytuj] Płazy
Prócz ryb i kręgoustych skrzelami oddychają też larwy płazów. Larwy płazów bezogonowych mają cztery szpary skrzelowe. Również u płazów w stadium larwalnym występują skrzela zewnętrzne. Płuca płazów dzieli od gardzieli krótki odcinek dróg oddechowych zwany tchawico-krtanią. Łączy się on z gardzielą podłużną szparą zwaną szparą głosową. Najprościej zbudowane są płuca u takich płazów jak odmieniec, u którego są to po prostu dwa worki o gładkich ścianach. U płazów bezogonowych wewnętrzna powierzchnia tych worków ulega już pewnemu pomarszczeniu. Rozbudowany system fałdów płucnych występuje u żab zielonych i ropuch.
[edytuj] Gady, ptaki i ssaki
U gadów rozwój idzie jeszcze dalej; wprawdzie u niektórych gatunków spotykamy płuca o wewnętrznej powierzchni zupełnie podobnej do płazów, u większości jednak listewki, które u płazów są pojedyncze, komplikują się, wytwarzając nawet u wyższych gatunków przedziały w workach. Do najbardziej obszernych płuc gadów należą płuca żółwi. U wodnych żółwi wyporność wypełnionych całkowicie płuc równoważy ciężar szkieletu i pancerza.
U ptaków i ssaków płuca nie mogą być już nazwane workami w ścisłym znaczeniu tego słowa. Tutaj oskrzela rozgałęziają się początkowo na odnogi drugiego, następnie trzeciego rzędu, i kolejnych rzędów, tak że w rezultacie przyjmują one postać drzewiastą, w której pojedyncze gałązki zakończone są oddzielnymi pęcherzykami płucnymi. U wszystkich kręgowców płuca komunikują się z przednią częścią przewodu pokarmowego. Komunikacja ta utrzymywana jest przy pomocy tchawicy, rozgałęziającej się na dwa oskrzela. Przednia część tchawicy nosi nazwę krtani. Na specjalną uwagę zasługują u ptaków tak zwane worki powietrzne, które umożliwiają intensywny i długotrwały lot, a także lot na dużych wysokościach, gdzie atmosfera jest silnie rozrzedzona.
[edytuj] Układ oddechowy człowieka
-
Zobacz więcej w osobnym artykule: Układ oddechowy człowieka.