Układ oddechowy – budowa i funkcje. Czynniki zwiększające ryzyko rozwoju chorób układu oddechowego

Oddychanie jest jedną z najważniejszych czynności naszego organizmu. Tlen oznacza dla człowieka życie, gdyż jest niezbędny w wielu procesach komórkowych. Niestety ludzkie ciało nie potrafi magazynować tlenu. Z tego też powodu w naszych organizmach powstała grupa narządów, tworząca układ oddechowy, który jest w stanie ciągle zaopatrywać nas w tlen.

Budowa i funkcje narządów układu oddechowego

Układ oddechowy nie składa się z jednego organu, lecz z wielu skomplikowanych narządów, odpowiadających za wymianę gazową naszego organizmu. W skład układu oddechowego wchodzą parzyste płuca i drogi oddechowe, które z kolei możemy podzielić na górne i dolne. Organami pomocniczymi, odpowiadającymi za pobieranie powietrza do płuc i jego wyprowadzanie, są mięśnie międzyżebrowe i przepona.

Budowa i funkcje górnych dróg oddechowych

Do górnych dróg oddechowych należą:

1. Jama nosowa przedzielona przegrodą nosową na dwie komory, znajduje się w górnej części trzewioczaszki. Jest zbudowana z kości i chrząstek. Od wewnątrz jest wyścielona unaczynioną błoną śluzową i nabłonkiem migawkowym (rzęskowym). Włoski i rzęski znajdujące się w przedsionku nosa oczyszczają wdychane powietrze z takich zanieczyszczeń, jak kurz, pył czy bakterie. Dobre ukrwienie i obecność śluzu w jamie nosowej powoduje ogrzewanie i nawilżanie wdychanego powietrza. Część węchowa pokryta nabłonkiem węchowym, umożliwiające rozróżnienie kilku tysięcy zapachów, dzięki znajdującej się w niej receptorom.
2. Zatoki przynosowe to wypełnione powietrzem przestrzenie, połączone z jamą nosową. Wyróżnia się zatoki czołowe, sitowe, klinowe, szczękowe i łzowe. Biorą one udział w ogrzewaniu wdychanego powietrza oraz odpowiadają za modulowanie głosu.
3. Gardło to wspólny element dla układu oddechowego i pokarmowego, pokryty błoną śluzową. Gardło połączone jest z tylną częścią jamy nosowej, jamy ustnej i krtanią.
4. Krtań to główny narząd, zbudowany z chrząstek, mięśni i więzadeł, odpowiedzialny za wydawanie dźwięków. W górnej części zabezpieczony chrząstką – zwaną nagłośnią – chroniącą przed dostaniem się pokarmu do dróg oddechowych. W środkowej części krtani znajduje się chrząstka tarczowata, która u mężczyzn tworzy tzw. jabłko Adama, ze względu na jej wydatniejsze rozmiaru u męskiej części populacji. Wewnątrz krtani znajduje się głośnia, a w niej struny głosowe, odpowiadające za powstawanie dźwięków.

Budowa i funkcje dolnych dróg oddechowych

Dolne drogi oddechowe tworzą:

1. Tchawica, będąca przedłużeniem krtani. Jest wzmocniona przez 15-20 chrząstek o kształcie podkowy, chroniących przed jej zapadaniem. Długość tchawicy wynosi 10-12 cm a jej średnica to 1-1 cm. Tchawica odpowiada za doprowadzanie powietrza do płuc oraz jego oczyszczanie, poprzez znajdujące się w niej komórki kubkowe i migawkowe. Wydzielają one śluz i wyłapują zanieczyszczenia, które następnie za pomocą rzęsek przesuwają w stronę gardła i usuwają z organizmu. Tchawica rozdziela się na dwa oskrzela główne: prawe i lewe.
2. Oskrzela są zbudowane z chrząstek mających kształt całych pierścieni. Oskrzela główne, które wchodzą do płuc, rozgałęziają się na coraz węższe oskrzela płatowe. Trzy oskrzela płatowe znajdują się w prawym płucu, natomiast w lewym płucu już tylko dwa. Rozdzielają się one następnie na oskrzela o coraz mniejszej średnicy i ostatecznie przechodzą w oskrzeliki zakończone pęcherzykami płucnymi.
3. Oskrzeliki to końcowe elementy oskrzeli o kształcie wąskich rurek (ok. 1 mm średnicy). Odpowiadają za bezpośredni transport powietrza do miąższu płuc.

Jak są zbudowane płuca i jakie funkcje pełnią w układzie oddechowym?

Największym organem w budowie układu oddechowego są parzyste płuca, które pełnią funkcję właściwego narządu wymiany gazowej. Człowiek posiada dwa płuca, które razem z sercem umieszczone są w klatce piersiowej. Ze względu na położenie serca, lewe płuco składa się z dwóch płatów, natomiast prawe ma trzy płaty. Od zewnątrz pokryte są opłucną, a przed urazami chronią je żebra. Płuca zbudowane są z bardzo dużej ilości pęcherzyków płucnych (300-500 mln) o łącznej powierzchni ok. 100 m2. Są one bardzo dobrze ukrwione oraz pokryte bardzo cienkim nabłonkiem. Umożliwia to swobodną wymianę gazową pomiędzy powietrzem zawartym w płucach a krwią w naczyniach krwionośnych.

W układzie oddechowym zachodzi wymiana gazowa. Na czym ona polega?

Za wypełnianie i opróżnianie płuc odpowiadają konkretne mięśnie oddechowe: mięśnie międzyżebrowe oraz przepona. Ich skurcz powoduje zwiększenie objętości klatki piersiowej (faza czynna), natomiast ich rozluźnienie powoduje zmniejszenie objętości płuc (faza bierna). Dorosły człowiek w stanie spoczynku wykonuje około 12-16 oddechów na minutę. Podczas wysiłków wartość ta wzrasta do około 20 oddechów lub więcej. Pojemność maksymalna płuc wynosi około 5 litrów powietrza. Jednak pojemność życiowa, czyli przy maksymalnym wdechu, wynosi około 5 litrów powietrza. Wymianę gazową naszego organizmu dzielimy na zewnętrzną oraz wewnętrzną.

Zewnętrzna wymiana gazowa
W procesie wymiany gazowej biorą udział konkretne pierwiastki chemiczne zawarte w powietrzu, których procentowy skład zmienia się podczas procesu wdychania i wydychania. Powietrze podczas wdechu zawiera około:

• 78% azotu,
• 21% tlenu,
• 0,03% dwutlenku węgla,
• 1% innych gazów.

Podczas wydechu skład procentowy powietrza wygląda następująco:

• 78% azotu,
• 17% tlenu,
• 4% dwutlenku węgla,
• 1% reszty gazów.

Łatwo zauważyć, że w wymianie gazowej, która zachodzi w układzie oddechowym, udział biorą tlen i dwutlenek węgla. Cienki nabłonek pęcherzyków płucnych oraz ich bardzo dobre ukrwienie powodują przemieszczanie się gazów za pomocą dyfuzji, czyli od miejsca większego stężenia do miejsca o mniejszym stężeniu. Tlen przenika do krwi i wiąże się z hemoglobiną, natomiast dwutlenek węgla przenika do powietrza wypełniającego pęcherzyki płucne.

Wymiana gazowa wewnętrzna
Krew odpowiada za transport tlenu do wszystkich tkanek i komórek ludzkiego ciała. Oddychanie wewnętrzne, podobnie jak w przypadku oddychania zewnętrznego, odbywa się na zasadzie dyfuzji. Odwrotnie niż w przypadku komórek, krew zawiera więcej tlenu i mniej dwutlenku węgla. W wymianie gazowej wewnętrznej dochodzi do swoistej wymiany. Transportowany we krwi tlen przechodzi do komórek, natomiast z komórek do krwi trafia dwutlenek węgla. Następnie krew trafia do płuc i dochodzi do ponownej wymiany gazowej.

Czynniki zwiększające ryzyko chorób układu oddechowego

Układ oddechowy z racji pełnionych przez siebie funkcji narażony jest na rozwój pewnych chorób.

Czynniki ryzyka oraz choroby układu oddechowego:

• Zanieczyszczenie powietrza – ma wpływ na całe społeczeństwo, od nienarodzonych dzieci w brzuchu matki, po osoby najstarsze. W powietrzu występować mogą różne rodzaje zanieczyszczeń. U niektórych mogą nasilić jedynie kaszel i ataki duszności. W przypadku alergików, astmatyków czy ludzi chorujących na przewlekłą obstrukcyjną chorobę płuc (POCHP) może dojść do zaostrzenia objawów. Długa ekspozycja na zanieczyszczone powietrze może doprowadzić do poważnej astmy oskrzelowej, przewlekłego zapalenia oskrzeli czy nawet nowotworów układu oddechowego.
• Bakterie, wirusy, grzyby – dostając się do naszego organizmu mogą wywołać m.in.: zapalenie krtani, oskrzeli, płuc, anginę, gruźlicę, nieżyt nosa czy grypę.
• Dym papierosowy – zawiera wiele substancji chemicznych o działaniu toksycznym i rakotwórczym. W układzie oddechowym rozwinąć mogą się różne nowotwory: płuc, jamy ustnej, gardła, nosa, krtani, zatok, przełyku. Dym tytoniowy wpływa również na rozwój lub zaostrzenie POCHP, astmy i gruźlicy.
• Podatność genetyczna – w wyniku genów odziedziczonych po rodzicach, część osób może być bardziej narażona na choroby układu oddechowego. Do tego typu chorób należą m.in.: mukowiscydoza, pierwotna dyskineza rzęsek, astma, POCHP, zator płucny, włóknienie płuc lub nowotwór.
• Zawodowe czynniki ryzyka – dotyczą ekspozycji naszego układu oddechowego na pewne substancje znajdujące się w miejscu pracy. Tego typu substancje mogą spowodować: astmę, POCHP, nowotwory, chorobę opłucnej, ostre urazy inhalacyjne czy pylicę.

Warto zaznaczyć, że wiele chorób układu oddechowego można uniknąć poprzez regularną aktywność fizyczną, odpowiednią dietę oraz odpowiednią higienę pomieszczeń (wentylacja, sprzątanie). Należy również unikać kontaktu z osobami chorymi (mowa o chorobach mogących przenosić się drogą kropelkową) oraz przebywania w otoczeniu osób palących papierosy.