Respiratorni sistem kičmenjaka
Sistem organa za disanje (respiratorni sistem) obavlja razmenu gasova između organizma i spoljašnje sredine. Prosesom difuzije se preko respiratornih površina usvaja kiseonik, a otpušta ugljen-dioksid u spoljašnju sredinu. Kiseonik je većini organizama neophodan za odvijanje metaboličkih procesa (sagorevanje) u toku kojih se kao krajnji proizvod oslobađa ugljen-dioksid.
Sve organizme možemo podeliti u dve grupe, zavisno od njihovog odnosa prema kiseoniku:
- aerobne organizme kojima ja za život i razvoj neophodan kiseonik;
- anaerobne kojima kiseonik nije potreban.
Da bi proces razmene gasova bio uspešan potrebno je da respiratorna površina bude što veća i bogato snabdevena krvnim sudovima. U zavisnosti od toga na kom nivou se odvija, disanje je moguće podeliti na:
- unutrašnje disanje - obuhvata razmenu gasova na nivou tkiva i ćelija;
- spoljašnje disanje - razmena gasova kroz respiratorne površine koje su u dodiru sa spoljašnjom sredinom.
Spoljašnjim disanjem usvaja se kiseonik koji prelazi u krv,vezuje se za hemoglobin (obrazuje se oksi-hemoglobin )i njome dospeva do svih tkiva i ćelija u organizmu. Kiseonik iz krvi difuzijom ulazi u ćelije i omogućava ćelijsko disanje. Kao krajnji proizvod ćelijskog disanja stvara se ugljen-dioksid koji opet po zakonima difuzije prelazi iz ćelija u krv. U krvi se vezuje za hemoglobin (nastaje karbamino-hemoglobin) i tako transportuje do respiratornih organa, a zatim iz njih u spoljašnju sredinu.
Pošto je molekularni kiseonik u visokim koncentracijama štetan za tkiva (dovodi do oksidacije organskih materija) on se ne može magacionirati kao što to mogu hranljive materije ili voda. Zato je neophodno njegovo neprekidno snabdevanje iz spoljašnje sredine.
Sadržaj
Respiratorni organi vodenih kičmenjaka
Endodermalnog su porekla, obrazovali su se od prednjeg creva.
Škrge
Škrge (branchia) kod vodenih kičmenjaka (riba i larvi vodozemaca) i beskičmenjaka funkcionišu kao respiratorni organi, dok se kod kopnenih kičmenjaka javljaju samo u toku embrionalnog razvića, a kasnije se redukuju.
Škrge beskičmenjaka su ektodermalnog porekla i predstavljaju nabore kože u obliku listića ili razgranate strukture. Obično se nalaze na istaknutim delovima tela. Kod kičmenjaka škrge su endodermalnog i mezodermalnog porekla mogu da budu:
- unutrašnje koje nastaju kao evaginacije unutrašnjeg zida ždrela i obrazuju se kod riba
- spoljašnje koje polaze sa spoljašnjeg zida ždrela i karakteristične su za larve vodozemaca
Škrge riba
Kod košljoriba je sa svake strane tela iza glave razvijena škržna duplja u kojoj leže škrge. Škržne duplje komuniciraju sa jedne strane sa ždrelom, a sa druge sa spoljašnjom sredinom i kroz njih stalno cirkuliše voda. Škržne duplje su pokrivene koštanim škržnim poklopcem, operkulumom. Košljoribe imaju 4 para škrga.
Rušljoribe imaju, za razliku od košljoriba, pet pari škrga koje se zasebno otvaraju preko uzanih škržnih proreza i nemaju operkulum. Ispred prvog škržnog proreza nalazi se sićušan otvor, spirakulum (spiraculum) koji se otvara u usnu duplju. Svaka škrga se nalazi u zasebnoj škržnoj kesi i odvojena je od susedne škržnom pregradom. Kod njih su škrge zaštićene kožnim tvorevinama koje predstavljaju produžetke samih škržnih pregrada, dok su kod košljoriba pregrade iščezle.
Svaka škrga se sastoji od lučne osnove (škržnog luka) koja nosi dva niza finih škržnih listića (primarne lamele). Primarne lamele imaju jako polumesečasto nabranu površinu. Ti polumesečasti nabori nazivaju se sekundarne lamele, bogato su snabdevene krvnim sudovima i predstavljaju respiratornu površinu preko koje se vrši razmena gasova.
Škržni luk daje oslonac škrgama i kod rušljoriba je hrskavičav, a kod košljoriba je koštan. Duž njega se pružaju:
- dovodni krvni sud koji nosi redukovanu krv i
- odvodni krvni sud koji nosi oksidovanu krv.
Voda ulazi kroz usta riba, iz njih dospeva u ždrelo, a odatle preko škržnih otvora ulazi u škržne kese (kod rušljoriba), odnosno škržnu duplju (kod košljoriba). U respiratornom epitelu sekundarnih lamela izvrši se razmena gasova, a zatim se voda kontrakcijama škržnih mišića preko škržnih otvora izbacuje u spoljašnju sredinu.
Riblji mehur
Riblji mehur ili vazdušni mehur je neparan organ koji ima većina košljoriba i koji predstavlja evaginaciju creva ispunjenu vazduhom. Homolog je plućima kopnenih kičmenjaka.Može biti izdeljen na na dva ili tri dela koji su međusobno u kontaktu, kao što je na pr. kod porodice šarana podeljen na dva dela. Sastav vazduha u njemu se može menjati, a time se menja specifična težina tela što uslovljava održavanje tela na različitim dubinama u vodi. Kod riba plućašica ili dvodihalica u uslovima suše funkcioniše kao pluća i omogućava ovim ribama korišćenje atmosferskog vazduha.
Veliki broj košljoriba poseduje specijalni kanal, pneumatični kanal (ductus pneumaticus), preko koga je riblji mehur povezan sa jednjakom. prema toma da li ovaj kanal postoji ilio ne postoji sve ribe sa ribljim mehurom se dele na dve grupe:
- fizostomi (Physostomi), koji imaju pneumatični kanal
- fizoklisti (Physoclysti) koji su bez njega.
Kod nekih riba (plućašice ili dvodihalice) koje žive u plitkim vodama koje presušuju, riblji mehur vrši ulogu dopunskih respiratornih organa kojima u vreme suše ove ribe mogu da koriste atmosferski vazduh. Riblji mehur predstavlja ispupčenje jednjaka. Ima pretežno funkciju aparata kojim se reguliše kretanje na manjim ili većim dubinama, ali po potrebi može da funkcioniše i kao pluća.
Pluća
Pluća kičmenjaka su po pravilu parna, sastoje se od dva plućna krila. (Izuzetak su zmije kod kojih je jedno plućno krilo zakržljalo.) Pluća suvozemnih kičmenjaka su vrlo slična ribljem mehuru plućašica. Ona stoje u vezi sa crevom preko dušnika, koji se otvara u ždrelu jednim pukotinastim otvorom. Iznad tog otvora je kod sisara razvijen izraštaj u vidu poklopca (epiglotis), koji zatvara ulazak u dušnik za vreme gutanja. Početni deo dušnika, u nivou otvora, je grkljan. Grkljan, naročito kod sisara, funkcioniše kao glasni organ zahvaljujući glasnim žicama, koje se protežu u njegovoj unutrašnjosti. Zid dušnika je poduprt hrskavičavim prstenovima. Na svom kraju dušnik se grana na bronhije koje se dalje granaju u samim plućima. Kod ptica je na mestu grananja dušnika smešten organ koji proizvodi glas.
Pluća su naročito složene građe kod ptica i sisara. Kod ptica od plućnih krila polaze proširenja – vazdušne kese, čiji izraštaji zalaze između unutrašnjih organa i u kosti. One smanjuju specifičnu težinu tela i učestvuju u disanju za vreme letenja. Prilikom leta, grudni koš ptica se ne širi, pa pokreti grudnog mišića izazivaju širenje i skupljanje kesa.
Kod sisara pluća leže u grudnoj duplji koja je od trbušne odvojena dijafragmom. Vazduh dospeva u pluća pokretima grudnog koša. Njegovim naizmeničnim širenjem i vraćanjem u prvobitnu zapreminu menja se i zapremina pluća. U tim pokretima učestvuju:
- inspiratorni mišići učestvuju u širenju grudnog koša, odnosno, udisaju (inspirijum); glavni među njima su:
- spoljašnji međurebarni mišići
- dijafragma
- ekspiratorni mišići pomažu izdisaj (ekspiriracija); pripadaju im:
- unutrašnji međurebarni mišići
- trbušni mišići.
Bronhije se u plućima granaju na bronhiole koje se završavaju plućnim mehurićima čiji zidovi obrazuju komorice – alveole. Alveole su tankih zidova i bogate mrežom kapilara i predstavljaju respiratornu površinu preko koje se vrši razmena gasova.
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
