Sistemul respirator

Se studiază organele respiratorii, mecanismul respirației și schimburile gazoase.

Căile respiratorii — drumul aerului spre plămâni

Sistemul respirator are două componente mari: căile respiratorii (conductele prin care circulă aerul) și plămânii (organele unde au loc schimburile de gaze).

Căile respiratorii, în ordinea în care le străbate aerul:

• Fosele nazale – aici aerul este încălzit (de rețeaua bogată de vase de sânge), umezit (de mucus) și curățat (firele de păr și mucusul rețin praful). De aceea respirația corectă se face pe nas, nu pe gură.
• Faringele – răspântia unde se încrucișează calea aerului cu calea alimentelor.
• Laringele – organ cartilaginos, numit și organul vorbirii, pentru că adăpostește corzile vocale. Deasupra lui, epiglota funcționează ca un căpăcel: coboară peste laringe în timpul înghițirii, ca alimentele să nu ajungă în calea aerului.
• Traheea – tub de 10–12 cm, menținut mereu deschis de inele de cartilaj. Este căptușită cu o mucoasă cu cili care mișcă mucusul cu impurități înapoi spre faringe, ca o bandă rulantă de curățare.
• Bronhiile principale – două ramificații ale traheei, câte una pentru fiecare plămân.

Confuzia clasică este între faringe și laringe: faringele este răspântia aero-digestivă (trece și aer, și mâncare), laringele este doar pe calea aerului și produce vocea.

Plămânii — structură făcută pentru schimb de gaze

Plămânii sunt două organe buretoase, elastice, așezate în cutia toracică, de o parte și de alta a inimii. Plămânul drept are trei lobi, iar cel stâng doar doi — pentru că inima ocupă loc în partea stângă.

Fiecare plămân este învelit într-o membrană dublă numită pleură. Între cele două foițe pleurale există o peliculă fină de lichid care le face să alunece una pe alta și să rămână lipite — datorită ei plămânii urmează mișcările cutiei toracice.

În interiorul plămânilor, bronhiile se ramifică din ce în ce mai fin, ca ramurile unui copac — de aceea ansamblul se numește arbore bronșic: bronhii → bronhiole → saci alveolari.

La capătul celor mai fine ramificații se află alveolele pulmonare — mici camere cu aer, cu pereți extrem de subțiri, înconjurate de o rețea densă de capilare. Aici, și numai aici, se face schimbul de gaze. Plămânii au în jur de 150 de milioane de alveole fiecare, iar suprafața lor totală desfășurată este uriașă (comparabilă cu un teren de sport) — tocmai această suprafață imensă face schimbul de gaze rapid și eficient.

De reținut: căile respiratorii doar transportă aerul; schimbul de gaze are loc exclusiv la nivelul alveolelor.

Mecanismul respirației: inspirația și expirația

Ventilația pulmonară înseamnă primenirea aerului din plămâni prin două mișcări opuse, care se repetă de 16–18 ori pe minut în repaus.

Inspirația este un proces activ (cere contracție musculară): - diafragma (mușchiul lat dintre torace și abdomen) se contractă și coboară; - mușchii intercostali ridică coastele; - volumul cutiei toracice crește, plămânii se destind, presiunea aerului din ei scade sub presiunea atmosferică; - aerul intră în plămâni.

Expirația de repaus este un proces pasiv: mușchii se relaxează, diafragma urcă la loc, coastele coboară, volumul toracelui scade, presiunea din plămâni crește și aerul este împins afară.

Atenție la două capcane: - În inspirație diafragma coboară, nu urcă — mulți elevi o inversează pentru că își imaginează că „pieptul se umflă în sus”. - Plămânii nu au mușchi proprii. Ei nu „trag” aerul singuri, ci sunt destinși pasiv de mișcările cutiei toracice, de care sunt legați prin pleură.

Câteva valori de cunoscut: într-o respirație liniștită intră și iese circa 500 ml de aer (aer curent), iar capacitatea vitală — volumul maxim de aer pe care îl poți vehicula după o inspirație forțată urmată de o expirație forțată — este de aproximativ 3500 ml, mai mare la sportivi.

Schimburile de gaze și transportul lor

Schimburile de gaze se fac prin difuziune: fiecare gaz trece de la locul unde este mai concentrat spre locul unde este mai puțin concentrat, fără consum de energie.

Schimbul pulmonar (la alveole): - oxigenul trece din aerul alveolar în sângele din capilare; - dioxidul de carbon trece din sânge în aerul alveolar și este eliminat prin expirație. Astfel, sângele sărac în oxigen adus de la inimă pleacă din plămâni oxigenat.

Schimbul tisular (la țesuturi) se face exact în sens invers: oxigenul trece din sânge în celule, iar dioxidul de carbon, produs de celule, trece în sânge.

În sânge, oxigenul este transportat de hemoglobina din globulele roșii, cu care formează o combinație de culoare roșu-aprins — de aceea sângele oxigenat este roșu deschis, iar cel încărcat cu dioxid de carbon roșu închis.

De ce are nevoie celula de oxigen? Pentru respirația celulară: în celule, substanțele hrănitoare (mai ales glucoza) sunt „arse” cu ajutorul oxigenului, eliberând energia necesară vieții, plus dioxid de carbon și apă ca produși de eliminat.

Greșeală frecventă: ideea că aerul expirat „nu mai are oxigen”. Fals — aerul expirat conține încă aproximativ 16% oxigen (față de 21% în aerul inspirat); tocmai de aceea respirația gură la gură poate salva o viață.

Igiena și bolile sistemului respirator

Bolile respiratorii frecvente, de recunoscut după organul afectat:

• Rinita (guturaiul) – inflamația mucoasei nazale, cea mai banală răceală.
• Bronșita – inflamația bronhiilor, cu tuse și mucus abundent.
• Pneumonia – infecția alveolelor, care se umplu cu lichid; boală serioasă, cu febră mare și respirație grea.
• Astmul bronșic – îngustarea bronhiolelor în crize declanșate adesea de alergeni (praf, polen); apar respirație șuierătoare și senzație de sufocare.
• Tuberculoza (TBC) – boală infecțioasă gravă a plămânilor, produsă de bacilul Koch; se transmite pe calea aerului și se tratează îndelungat cu antibiotice.

Fumatul este cel mai mare dușman al plămânilor: fumul distruge cilii care curăță căile respiratorii, gudroanele se depun în alveole, iar pe termen lung crește riscul de bronșită cronică și cancer pulmonar. Foarte important: fumatul pasiv (inhalarea fumului altora) este și el nociv.

Un pericol aparte este monoxidul de carbon (din fum, gaze de eșapament, sobe defecte): se leagă de hemoglobină mult mai puternic decât oxigenul și blochează transportul acestuia — de aceea intoxicația poate fi mortală, deși gazul nu are miros.

Reguli simple de igienă: respirație pe nas, aerisirea încăperilor, mișcare în aer liber (crește capacitatea vitală), evitarea fumatului și a spațiilor cu aer poluat.

Test — 6 întrebări ca la examen