Sistem organa za disanje čoveka

Ukratko

Sistem organa za disanje omogućava unošenje kiseonika, a izbacivanje ugljen-dioksida u spoljašnju sredinu.

Čovek može da izdrži danima bez hrane, više časova bez vode, ali bez kiseonika samo oko četiri minuta. U toku samo jednog minuta udahnemo i izdahnemo 15 do 25 puta. Žene i deca dišu brže od muškaraca.

Kratak pregled evolutivne raznovrsnosti sistema organa za disanje životinja

Većini životinja obavlja stalnu razmenu gasova sa sredinom u kojoj živi. Usvajanje kiseonika iz spoljašnje sredine i odavanje ugljen-dioksida naziva se spoljašnje disanje. Tokom evolucije kod životinja su se za taj oblik disanja razvili različiti organi.

Najjednostavnije spoljašnje disanje prisutno je kod protista, sunđera, dupljara, valjkastih, pljosnatih kao i kod nekih člankovitih crva (pr. kišne gliste). Kod ovih životinja nema posebnih organa za disanje, već se ono obavlja preko cele površine tela. Zajednička osobina svih ovih različitih grupa jeste da su to sitne životinje.

Kod ostalih životinje, uglavnom krupnijeg tela, postoje tri osnovne vrste organa za disanje:

• kod vodenih životinja su to škrge
• kod kopnenih:

1. traheje i
2. pluća.

Škrge postoje kod mnogih beskičmenjaka koje žive u vodi kao što su morski člankoviti crvi, mekušci, rakovi i bodljokošci. Među kičmenjacima ribe i neki vodozemci dišu pomoću škrga, ali se njihove škrge razlikuju od škrga beskičmenjaka. Škrge kičmenjaka predstavljaju posebno prilagođeno ždrelo sa prorezima. Kod nekih riba kao dopunski organ za disanje obrazuje se riblji mehur. Ako u vodi nema dovoljno rastvorenog kiseonika ove ribe isplivaju na površinu i gutaju vazduh, pa on dospeva do ribljeg mehura.

Traheje su u vidu fine mreže cevčica koja se grana po čitavom telu. Njihovi najsitniji ogranci prodiru do različitih tkiva i ćelija. Imaju ih insekti.

Kopneni kičmenjaci (vodozemci, gmizavci, ptice, sisari) dišu pomoću pluća. Najprostiju građu pluća imaju vodozemaci, jer se kod njih disanje dobrim delom odvija i preko kože. Kod ostalih kopnenih kičmenjaka pluća su složenije građe, naročito kod ptica i sisara. Pluća ptica imaju posebna proširenja, tzv. vazdušne kese koje zalaze u mnoge delove tela, čak i u kosti. Njima se smanjuje specifična težina tela (zbog letenja) i pomaže provetravanje pluća. Najsloženije građena pluća imaju sisari, kojima pripada i čovek.

Građa i funkcija organa za disanje

Sistem organa za disanje čoveka: 1 - nosna duplja; 2 - ždrelo; 3 - grkljanski poklopac; 4 - grkljan; 5 - dušnik; 6 - dušnica; 7 - bronhiole; 8 - plućno krilo; 9 - dijafragma

Sistem organa za disanje grade organi:

• nos,
• ždelo,
• grkljan,
• dušnik,
• dušnice i
• pluća.

Vazduh se udiše na nos (može i na usta) i preko ždrela, grkljana, dušnika i dušnica provodi do pluća. U disajne puteve spadaju svi pobrojani organi osim pluća. Kroz disajne puteve se ne vrši razmena gasova, već se to obavlja samo u plućima.

Nos - nosna duplja

Nos je istureni deo na glavi u čijoj je unutrašnjosti šupljina, nosna duplja. Nosna duplja je pregradom podeljena na dve polovine. Njeni unutrašnji zidovi su obloženi sluzokožom koja je bogato snabdevena dlačicama, trepljama i krvnim sudovima. Dlačice i treplje kao filter zadržavaju čestice prašine i bakterije. Sluzokoža luči tečnost koja vlaži, inače suv vazduh i sadrži materije koje uništavaju bakterije. Osim toga, krvnim sudovima sluzokože cirkuliše krv koja zagreva vazduh. U nosu se nalaze i receptori za miris. Nosna duplja se nastavlja na ždrelo.

Ždrelo

Ždrelo je ''raskrsnica organa za disanje i varenje''.

Ždrelo je zajednički organ dva sistema: za varenje (provodi hranu ka jednjaku) i disanje. Ima oblik oluka i obloženo je sluzokožom sa trepljama. Iz ždrela se vazduh provodi ka grkljanu.

Grkljan

Ispupčenje na prednjem delu vrata koje se prilikom gutanja pomera gore-dole je deo grkljana, tzv, jabučica.

Grkljan je kanal koji spaja ždrelo sa dušnikom. U njegovoj duplji nalazi se dva parna nabora sluzokože nazvana glasne žice. Prilikom strujanja vazduha preko glasnih žica proizvodi se glas. Zidovi grkljana ojačani su hrskavicama. Na ulasku u grkljan je grkljanski poklopac. Prilikom gutanja taj poklopac se spušta i sprečava da hrana ili tečnost prodru u dušnik.

Dušnik

Dušnik je cev koja polazi od grkljana i spušta se u grudnu duplju gde se grana na dve dušnice ili bronhije (levu i desnu). Dušnice ulaze u pluća gde se višestruko granaju na sitne cevčice, bronhiole. Bronhiole se slepo završavaju proširenjima, plućnim mehurićima (alveolama). Zid dušnika izgrađen je od hrskavica koje su u obliku poluprstenova (liče na potkovice). Hrskavice održavaju dušnik stalno otvorenim za prolaz vazduha (sprečavaju da se njegovi zidovi slepe). Dušnik i dušnice obloženi su sluzokožom čije ćelije imaju treplje i luče sluz. Ove ćelije imaju zaštitnu ulogu. Čestice prašine i mikroorganizmi se lepe za sluz i talasastim pokretima treplji izbacuju iskašljavanjem u spoljašnju sredinu.

Pluća

Pluća su ''krila'' pomoću kojih vazduh uleće u naše telo. Stavite ruku na grudi i udahnite duboko, a zatim izdahnite. Upravo ste osetili snagu svojih ''krila''.

Pluća se sastoje od dva plućna krila (levog i desnog). Plućna krila se nalaze u grudnoj duplji i zaštićena su grudnim košem. Između plućnih krila smešteno je srce čiji je vrh pomeren u levu stranu. Da bi ostalo prostora za srce, levo plućno krilo je manje (ima dva režnja), od desnog koje ima tri režnja. Izgrađena su od elastičnog sunđerastog tkiva ružičaste boje i nemaju mišiće. Najveći deo građe pluća čine plućni mehurići koji su obavijeni gustom mrežom kapilara. Razmena gasova  obavlja se između plućnih mehurića i kapilara.

Plućna krila su obavijena vezivnom opnom, plućnom maramicom, koja se sastoji od dva sloja. Unutrašnji sloj naleže na pluća, a spoljašnji na grudni koš i prečagu. Između ova dva sloja nalazi se tečnost koja omogućava da oni nesmetano klize jedan preko drugog. Prečaga (dijafragma) je mišićna pregrada koja razdvaja grudnu od trbušne duplje. U obliku je kupole koja je ispupčenom stranom okrenuta ka grudnoj duplji. Grudni koš i prečaga omogućavaju pokrete disanja.

Pokreti disanja

O disanju se obično i ne razmišlja. Čovek diše dok spava, kada je u nesvesti, a za vreme rada i napora, brzina i dubina disanja se menjaju potpuno automatski.

Pokreti disanja se obavljaju u ciklusima pri čemu se svaki ciklus sastoji od dve faze: udisaja i izdisaja. Zahvaljujući njima vazduh se u plućnim alveolama stalno obnavlja.

Pluća su elastična, ali pošto nemaju sopstvene mišiće, ne mogu sama da se šire i skupljaju. Ona pasivno prate pokrete grudnog koša, kada se on raširi šire se i pluća i obratno, smanjenjem njegove zapremine pluća se skupljaju. Pokreti grudnog koša omogućeni su radom disajnih mišića: međurebarnih mišića, prečage i trbušnih mišića.

Pri udisaju dolazi do spuštanja prečage ka trbušnoj duplji, čime se zapremina grudne duplje povećava. Istovremeno se grče međurebarni mišići što izaziva širenje grudnog koša. Širenje grudnog koša povlači za sobom spoljašnji sloj plućne maramice što, poput vakuma, dovodi do širenja pluća. Pritisak u plućima se tada smanjuje i vazduh pasivno ulazi u njih.

Izdisaj nastupa opuštanjem disajnih mišića što dovodi do vraćanja grudnog koša u prvobitni položaj. Pluća se skupljaju, pritisak u njima se povećava što dovodi do istiskivanja vazduha se iz njih.

Pokreti disanja su pod kontrolom centra za disanje koji se nalazi u produženoj moždini i obavljaju se automatski, bez uticaja naše volje. Na rad ovog centra utiču nadražaji od kojih je najznačajniji količina ugljen dioksida u krvi. Povećana količina ovog gasa u krvi podstiče centar za disanje, što izaziva ubrzan ritam i dubinu disanja. Međutim, pokretima disanja  možemo da upravljamo i voljom. Možemo na kratko da prekinemo disanje, da ga ubrzamo ili usporimo.

Spoljašnje i ćelijsko disanje

Razmena gasova

U organizmu čoveka se uporedo dešavaju dva oblika disanja:

• spoljašnje (plućno) i
• unutrašnje (ćelijsko).

Spoljašnje disanje se odvija u plućima i predstavlja razmenu gasova između organizma i spoljašnje sredine. Kiseonik iz udahnutog vazduha koji je dospeo do plućnih mehurića prelazi u kapilare. Ugljen-dioksid iz kapilara prelazi u plućne mehuriće i dalje disajnim putevima biva izdahnut.

Kiseonik se u krvi labavo vezuje za belančevinu hemoglobin, koja se nalazi u crvenim krvnim zrncima, pri čemu nastaje oksihemoglobin. U tom obliku se kiseonik prenosi do svih ćelija u našem telu. Kiseonik je neophodan za sagorevanje hranljivih materija nastalih procesom varenja hrane, što se naziva ćelijsko disanje. Ćelijsko disanje počinje u citoplazmi, a nastavlja se u mitohondrijama, gde se u prisustvu kiseonika vrši sagorevanje (oksidacija) hranljivih materija. Pri tome nastaje ugljen-dioksid, voda i energija potrebna za rad ćelija.

Za više podataka pogledati Ćelijsko disanje

Ugljen-dioksid iz ćelija prelazi u krv i vezuje se za hemoglobin, pri čemu se obrazuje karboksihemoglobin.  Ovim jedinjenjem se ugljendioksid prenosi do kapilara u plućima.  Iz kapilara  prelazi u plućne mehuriće, a iz njih izbacuje u spoljašnju sredinu.

Ugljen dioksid mora da se odstrani iz organizma, jer bi njegovo nagomilavanje dovelo do trovanja ćelija. Zato je jako važno da se on odstrani iz tela.

Glas i govor

Dok pevušite neku pesmu, stavite ovlaš vrhove prstiju na prednji deo vrata gde je jabučica. Osetićete ravnomerno treperenje. Probajte da govorite dok udišete vazduh.

Pored razmene gasova sa spoljašnjom sredinom, neki organi za disanje učestvuju u proizvodnji glasa i govora. Glavni organ koji proizvodi glas je grkljan.

U grkljnu se nalaze glasne  žice. To su dva fina nabora sluzokože grkljana. Razapete su jedna pored druge između hrskavica grkljana u obliku latiničnog slova V, čiji je vrh okrenut prema prednjoj strani grkljana. Između njih se nalazi otvor čija širina može da se menja. Prilikom udisaja taj otvor je širok (glasne žice su razmaknute), a pri izdisaju se sužava, (glasne žice su približene jedna drugoj). Kada se izdiše, vazduh izaziva treperenje glasnih žica čime se proizvodi zvuk, glas. Za glasne žice vezuju se mišići grkljana čiji je rad pod kontrolom centra za govor. Oni utiču na širinu otvora između glasnih žica kao i na njihovu zategnutost. To dovodi do promene u jačini i visini glasa. Jačina glasa zavisi i od količine vazduha koja je istisnuta iz pluća.

Glas se oblikuje u govor položajem jezika, zuba, nepca i usana, dok ždrelo i nos imaju uticaja na oblikovanje nekih glasova. Nosna duplja služi kao šupljina za pojačavanje glasa (rezonatorska kutija). Osim toga ovi organi, daju osobenu boju glasu svojstvenu nekoj osobi. Tako, ne postoje dve osobe koje imaju isti glas.

Izgovarajte slova azbuke i posmatrajte u kom se položaju nalaze zubi, jezik i usne kada izgovorite npr. glasove O, T, B... Primetićete da je za svako slovo koje izgovorite položaj zuba, jezika i usana različit. Izgovaranje nekih glasova, kao što su F i S, ne zahteva talasanje glasnih žica, pa su one otvorene.

Za više podataka pogledati Oboljenja organa za disanje

Zanimljivosti

• Obično udišemo vazduh koji je zagađen prašinom, bakterijama, česticama iz dima ili čađi. Bez sistema za prečišćavanje vazduha, koji je smešten u nosu, za nekoliko časova svi sićušni prolazi za vazduh u našem telu bili bi začepljeni.
• Najveća hrskavica grkljana naziva se štitasta hrskavica. Ova hrskavica je na prednjoj strani grkljana jasno ispupčena i naziva se Adamova jabučica.  Posebno je dobro izražena kod muškaraca pa je zato i dobila taj naziv (po biblijskoj priči o praocu Adamu). Izražena Adamova jabučica je jedna od osobina po kojoj se muški pol razlikuje od ženskog.
• Pluća su među najvećim organima u našem telu. Ukupna površina svih alveola u oba plućna krila približno je veličine teniskog terena. Dužina svih kapilara u plućima, kada bi se nadovezali jedan na drugi, iznosi oko 1.600 km.
• Disanjem dnevno izgubimo oko 0,5 l vode u vidu vodene pare (kada dunete u staklo ono se zamagli od vodene pare).
• U plućima se nalaze posebne odbrambene ćelije (makrofagi) koje će unuštiti bakterije i strane materije koje su promakle dlačicama u nosu kao i trepljama sluzokože disajnih puteva.
• Sluzokoža nosa dnevno izluči do 750 ml tečnosti koja se utroši za vlaženje vazduha. Kada je vazduh suv, rad treplji u disajnim putevima se smanjuje ili potpuno prestaje. Zbog toga se u njima zadržava sekret što omogućava razvoj mikroorganizama i dovodi do infekcija.
• Lavoazije je prvi izneo mišljenje daleke 1777. godine da kiseonik, koji usvajamo disanjem, služi za sagorevanje svarene hrane. Kako i gde se to sagorevanje dešava je dugo ostalo nejasno. Lekar i biohemičar Hans Adolf Krebs je 1937.g. otkrio kako se vrši sagorevanje u mitohondrijama. U njegovu čast je niz metaboličkih reakcija tog sagorevanja dobio naziv Krebsov ciklus. Međutim, tek 1953. g. je za to otkriće dobio Nobelovu nagradu iz fiziologije.
• U vreme puberteta kod dečaka dolazi do promene boje glasa, što se naziva mutiranje. Pod uticajem testosterona (muški polni hormon) Adamova jabučica postaje ispupčenija, pa se glasne žice produžuju čime glas postaje dublji. Muškarci imaju duže i deblje glasne žice od žena, pa time i dublji glas. Maksimalna dužina glasnih žica kod žena je 10 mm, a kod muškarca je 16 mm. Iz istog razloga odrasli imaju dublji glas od dece. Glasne žice su veoma osetljive na veliko naprezanje, udisanje hladnog ili vazduha punog dima kao i infekcija grla koje ih mogu oštetiti, čime nastaje promuklost.
• Mišići pokreću glasne žice tako da one mogu da zauzmu oko 170 različitih položaja. U njihovom pokretanju učestvuje 16 grkljanskih mišića, od kojih jedni šire otvor između glasnih žica, drugi istežu glasne žice  itd. Kada se glasne žice istegnu, postanu tanje i zategnute, pa trepere brže, čime se proizvodi visok zvuk. (Slično kada rastegnete gumicu za kosu – probajte.) Kada glasne žice trepere oko 80 puta u sekundi, proizvodi se dubok glas, dok je za visoke tonove potrebno treperenje od 1000 puta u sekundi. Samo najviši soprani dostižu 2000 treperanja u sekundi, što daje jako visoke tonove (visoki C ton).

Literatura

• Ćurčić, B: Razviće životinja, Naučna knjiga, Beograd, 1990.
• Hale. W, G, Morgham, J, P: Školska enciklopedija biologije, Knjiga-komerc, Beograd
• Kalezić, M: Osnovi morfologije kičmenjaka, ZUNS, beograd, 2001
• Mariček, Magdalena, Ćurčić, B, Radović, I: Specijalna zoologija. naučna knjiga, Beograd, 1986
• Milin J. i saradnici: Embriologija, Univerzitet u Novom Sadu, 1997.
• Pantić, V:Biologija ćelije, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 1997.
• Pantić, V: Embriologija, Naučna knjiga, beograd, 1989.
• Popović S: Embriologija čoveka, Dečije novine, Beograd, 1990.
• Trpinac, D: Histologija, Kuća štampe, Beograd, 2001.
• Šerban, M, Nada: Pokretne i nepokretne ćelije - uvod u histologiju, Savremena administracija, Beograd, 1995.

Snežana Trifunović, dipl. biolog