Respiratia la animale

Respiratia la animale

Respiratia si aparatul respirator:

Componentele sistemului respirator sunt caile respiratorii (cavitatea nazala, faringele, laringele, traheea, bronhia) si plamanii.

Fosele nazale, care alcatuiesc cavitatea nazala, se deschid la exterior prin nari, iar in faringe prin doua orificii. Interiorul foselor nazale este captusit cu o mucoasa ale carei secretii mentin locul mereu umed. Mucoasa, fiind puternic vascularizata, incalzeste aerul inspirat. Mucusul, cat si firele de par din fosele nazale opresc inaintarea prafului si a altor impuritati care se pot afla in aerul inspirat.

Faringele este organul in care se incruciseaza calea respiratorie cu calea digestiva.

Laringele este alcatuit din mai multe cartilaje, dintre care cel situat anterior prezinta o proeminenta, numita marul lui Adam". La intrarea in laringe se afla un capacel numit epiglota, care, la nevoie, astupa cavitatea laringelui numita glota. Laringele este si organul vorbirii, deoarece in interiorul sau se afla doua perechi de pliuri numite coarde vocale. Prin vibrarea coardelor inferioare se produc sunetele.

Traheea este un tub lung de aproximativ 12cm, mentinut deschis datorita inelelor cartilaginoase din care este alcatuit spre esofag, tesutul cartilaginos este inlocuit cu tesut moale, ce usureaza trecerea alimentelor prin aceast. Peretele intern al traheii este captusit cu o mucoasa umeda, ale carei celule sunt ciliate. Cilii se misca de jos in sus, antrnand astfel impuritatile spre exterior.

Bronhiile, in numar de doua, sunt ramificatii ale traheii care patrund in plamani. Inelele cartilaginoase ale acestora sunt complecte, iar mucoasa lor contine, de asemenea, celule ciliate. Bronhiile se ramifica in bronhii secundare: doua in plamanul stang, trei in plamanul drept.

Plamanii sunt doua organe buretoase elastice, de culoare roz, asezate in cutia toracica, deasupra diafragmei.

Plamanul drept este alcatuit din trei lobi, iar plamanul stang are doar doi lobi, intre cei doi plamani aflandu-se inima.

In fiecare lob patrunde cate o bronhie secundara, care se ramifica in tuburi din ce in ce mai mici, numite bronhiole. Acestea, cand ajung sa aiba 1mm in diametru, nu mai au inele cartilaginoase. Cele mai fine bronhiole se termina cu saci pulmonari, alcatuiti din mici umflaturi cu peretii foarte subtiri, numite alveole pulmonare.

Alveola pulmonara este unitatea structurala si functionala a plamanului.

Intre sacii pulmonari se afla un tesut conjunctiv elastic. Plamanii nu au muschi.

Suprafata lor este acoperita de doua foite, numite pleure. Una este lipita de plaman, cealalta de peretele intern al cavitatii toracice. Intre ele se afla o cavitate foarte subtire, in care se gaseste o pelicula de lichid.

Plamanii sunt foarte bine vascularizati de arterele si venele pulmonare. Arterele pulmonare patrund in plamani printr-unloc numit hil, se ramifica si insotesc bronhiile pana la sacii pulmonari, unde se ramifica in arteriole care se continua cu capilarele. Acestea se deschid in venule care inconjoara sacii, insotesc apoi bronhiolele, bronhiile, se unesc in venele pulmonare (cate doua de fiecare plaman) si ies din plaman tot prin hil. Ele se deschid in final, in atriul stang.

Un plaman este, deci, alcatuit dintr-un mare numar de saci pulmonari. Suprafata acestora sete foarte mare datorita alveolelor, a caror suprafata totala atinge 200 m patrati. Astfel, sangele si aerul se gasesc in contact pe o mare suprafata. Ele sunt separate doar de peretii foarte subtiri ai alveolelor si ai capilarelor.

Ventilatia pulmonara (improspatarea aerului din plamani) consta in doua miscari respiratorii: inspiratia si expiratia. In timpul expiratiei se contracta doua categorii de muschi inspiratori:

a) Diafragmul, un muschi in forma de bolta, deplaseaza baza cavitatii toracice spre abdomen.

b) Alti muschi (de exempleu cei intercostali externi) rotesc coastele. Ca urmare, coastele se deplaseaza lateral si, de asemenea, departeaza sternul de coloana vertebrala.

Ca urmare a acestor contractii (a+b) volumul cavitatii toracice creste. Plamanii urmeaza miscarile peretelui toracic datorita pleurelor si datorita tesutului elastic pe care il contin. Pe masura ce volumul plamanilor creste, presiunea aerlui din ei scade sub valoarea presiunii atmosferice si de aceea aeruil este aspirat in plamani. In timpul expiratiei, muschii inspiratori se relaxeaza si, ca urmare, peretele toracic revine la loc. Presiunea aerului din plamani creste peste cea atmosferica si, ca urmare, aerul este evacuat.

In timpul marilor eforturi, actioneaza muschii inspiratori suplimentari si, respectiv, se contracta anumiti muschi expiratori. Ca urmare, la volumul curent (inspirat si expirat in stare de repaus fizic - V.C.) se adauga un volum inspirator de rezerva ( - V.I.R)  si un volum expirator de rezerva ( - V.E.R.). Chiar si dupa o expiratie fortata mai ramane in plaman un volum de aer rezidual ( - V.R.) care nu poate fi evacuat.

La om valorile acestor volume sunt:

V.C. ≈ 500 ml

V.I.R. ≈ 1300 - 1500 ml

V.E.R. ≈ 1300 - 1500 ml

V.R. ≈ 1000 - 1500 ml

Caopacitatea vitala ( C.V.) = V.C. + V.I.R. + V.E.R.

Ea poate fi masurata cu ajutorul spirometrului.

Capacitatea totala = C.V. + V.R. Ea difera in functie de varsta, sex, inaltime si gradul de antrenament.

Respiratia la pesti si la organismele unicelulare:

Apa este aspirata prin gura pestelui, scalda branhiile lasand la nivelul lor oxigenul necesar vietii si este expulzata datorita miscarilor operculului, care le acopera. Pe masura ce apa trece prin branhii, oxigenul se raspandeste in circulatia sangelui prin vasele de sange spre filamente si lamele. Simultan dioxidul de carbon din sange se raspandeste in apa si este eliminat. Nevoia de oxigen si de eliberare a dioxidului de carbon este aproape universala intre organisme. Schimbul de gaze intre organism si mediul inconjurator se face prin mai multe moduri de diferitele organisme. In organismele acvatice unicelulare, ca si protozoarele, algele, meduzele sau orice alte organisme acvatice, schimbul de oxigen si dioxid de carbon cu apa se face direct intre apa si celule. Aceasta se datoreaza faptului ca celulele organismului se afla la distante mici fata de sursa de oxigen.

Respiratia la organismele pluricelulare:

Animalele cu mai multe straturi de celule nu se pot baza pe difuzie pentru ca celulele aflate la cateva straturi in interiorul trupului ar muri inainte de a ajunge oxigenul la ele. Ca un rezultat al schimbului de gaze, animalele mai complexe au nevoie de organe respiratorii speciale, cum ar fi banhiile sau plamanii, alaturi de structuri circulatorii, ca sangele, vasele de sange sau inima. Dezvoltarea cea mai primitiva a schimbului de gaze o intalnim la viermii circulari, nevertebratele microscopice bogate in apa si sare. La viermii circulari oxigenul se elibereaza prin piele printr-un lichid care umple cavitatea interna. Pe masura ce viermele se misca, lichidul se revara in cavitate, punand in contact sistemul digestiv, organele reproducatoare si alte structuri situate in cavitate. Acest sistem circulator primitiv se numeste sistem circulator deschis deoarece lichidul nu se afla in vase. La scoici sistemul circulator deschis se combina cu o inima care pompeaza lichidul inconjurator din cavitate. Ele folosesc de asemenea branhii, pereti subtiri de filamente care sunt extensii ale suprafetei corpului. Branhiile ofera o suprafata mai extinsa pt a efectua schimbul de gaze decat suprafata corpului singura. Pestii au branhii, o inima si un sistem circulator inchis, in care sangele este transportat vaselor prin actiunea de pompare a inimii.

Simplele organisme terestre, inclusiv cateva plante, fungi si animale ca viermii lati, indeplinesc schimbul de gaze prin difuziune. Organismele mai complexe se bazeaza pe structuri respiratorii specializate. In locul branhiilor a caror filamente delicate cad daca nu se afla in apa, animalele terestre folosesc plamani. Aflati in interiorul corpului, plamanii sunt formati din membrane rabatabile. De fapt, la toate vertebratele inima si sistemul respiratoeiu inchis lucreaza cu plamanii pentru a transmite oxigenul si a elimina dioxidul de carbon din celule.

Insectele au un sistem de respiratie unic format din tuburi mici numite trahee. Ele conecteaza toate partile corpului catre mici deschizaturi aflate la suprafata insectei. Osigenul si dioxidul de carbon sunt transportate prin trahee si de la trahee spre sange prin difuzie. La majoritatea insectelor sangele se afla intr-un sistem circulator deschis si este transmis intregului organism de catre inima.

Sistemul respirator al pasarilor adaptat pentru zbor, este foarte diferit de cel al animalelor terestre. Plamanii au doua deschizaturi, una pentru a lua oxigenul, iar cealalta pentru a elimina dioxidul de carbon in aer. Aerul circula prin plamani astfel incat oxigenul sa patrunda in continuu in plamani, ciclul lui neterminandu-se in alveole. Acest model permite pasarilor sa obtina cantitatea de oxigen necesara pentru a putea rezista la zbor.