układ krążenia / układ oddechowy / układ trawienny / uzębienie / uzdrowiska
 

budowa układu oddechowego / badania / choroby

klatka piersiowa / przepona / jama klatki piersiowej / śródpiersie / płuca / oskrzela / pęcherzyki płucne / wymiana tlenu / napięcia płucne / wentylacja płuc

 Oddychanie jest podstawowym przejawem życia i polega na dostarczaniu organizmowi tlenu i wydalaniu dwutlenku węgla. Istotną rolę w oddychaniu odgrywa krążąca krew. Krwinki czerwone pobierają tlen w płucach i transportują go do każdej żywej komórki, a zabierają dwutlenek węgla i przenoszą go do płuc, skąd jest wydalany na zewnątrz. Głównym zadaniem oddychania jest dostarczanie komórkom tlenu niezbędnego do procesów życiowych. Tlen umożliwia uzyskiwanie energii, którą organizm czerpie z utlenienia substancji odżywczych. W skład układu oddechowego wchodzi nos wraz z jamą nosową i zatokami przynosowymi oraz gardło, krtań, tchawica, oskrzela i płuca otoczone opłucną, a odgraniczone jamami odpłucnowymi wewnątrz ścian klatki piersiowej. Do narządów pomocniczych należą mięśnie klatki piersiowej oraz przepona. Mięśnie te, zwane oddechowymi, kurcząc się, rozszerzają klatkę piersiową i w ten sposób umożliwiają wprowadzenie powietrza do płuc. W drogach oddechowych wdychane powietrze ulega oczyszczeniu, nawilżeniu i ewentualnie ogrzaniu. W przypadku zanieczyszczenia dróg oddechowych zjawia się odruch kaszlowy, który pomaga usunąć na zewnątrz szkodliwe ciała.

Klatka piersiowa
 Klatka piersiowa stanowi górną połowę tułowia. Jej ściany tworzy zrąb kostno-chrzęstny (szkielet), mięśnie, błony i skóra. Szkielet klatki piersiowej tworzą: z tyłu - kręgosłup piersiowy (12 kręgów), z przodu - mostek, z obu boków - żebra (12 par). Ściany obejmują przestrzeń zwaną jamą klatki piersiowej, zawierającą narządy: serce, wielkie naczynia (np. aorta), tchawicę, płuca, przełyk i inne. Szkielet jest tak skonstruowany i połączony, że jego ruchy powodują zwiększenie (wdech) lub zmniejszenie (wydech) pojemności jamy klatki piersiowej.
 

Przepona
 Przepona jest głównym mięśniem wdechowym. Jest ruchomym dnem jamy klatki piersiowej, jej skurcz w czasie wdechu przesuwa ją w dół, co zwiększa wymiar pionowy i tym samym objętość jamy klatki piersiowej.
 

Jama klatki piersiowej
 W obrębie jamy klatki piersiowej można wyodrębnić 3 mniejsze jamy: 2 jamy położone bocznie - prawą i lewą jamę opłucnej oraz jamę (przestrzeń) położoną pośrodkowo między nimi, zwaną śródpiersiem. Każda jama opłucnej wysłana jest błoną surowiczą - tzw. opłucną, tworzącą oddzielny, zamknięty worek dla znajdującego się w nim jednego płuca. W jamie opłucnej istnieje ujemne ciśnienie w stosunku do ciśnienia atmosferycznego. Jama opłucnej w warunkach prawidłowych jest przestrzenią potencjalną (włosowatą szczeliną), staje się rzeczywistą jamą w niektórych chorobach, kiedy zawiera płyn (krew, ropę, wysięk) czy powietrze (odma).
 

Śródpiersie
 Śródpiersie jest jamą położoną pośrodkowo między prawym a lewym workiem opłucnej. Od przodu ogranicza je mostek, od tyłu - kręgosłup piersiowy, od dołu - przepona. W części środkowej śródpiersia znajduje się serce.
 

Płuca
 Człowiek ma dwa płuca: prawe i lewe, zawieszone w odpowiednich jamach opłucnej klatki piersiowej. Płuco zbudowane jest z oskrzeli, oskrzelików, pęcherzyków płucnych, tkanki śródmiąższowej oraz pokrywającej je opłucnej płucnej. Dwie szczeliny, skośna i pozioma, dzielą płuco prawe na 3 płaty: górny, środkowy i dolny, natomiast płuco lewe - jedna szczelina skośna, dzieli na 2 płaty: górny i dolny. W obrębie płatów wyodrębnić można jeszcze mniejsze części miąższu płucnego: segmenty oskrzelowo-płucne dzielące się na podsegmenty, te na liczne małe części zwane zrazikami i następnie na najmniejsze części miąższu płucnego - grona.
 

Oskrzela
 U dołu tchawica rozdwaja się na dwa oskrzela główne, prawe i lewe, doprowadzające powietrze do płuca prawego i lewego. Oskrzela główne zbudowane są jak tchawica. Oskrzela główne rozgałęziają się wewnątrz płuca na coraz mniejsze gałęzie, tworząc tzw. drzewo oskrzelowe. Oskrzela główne dzielą się na oskrzela płatowe, prawe na 3 (górne, środkowe i dolne), lewe na 2 (górne i dolne). Oskrzela płatowe dzielą się na oskrzela segmentowe. Następne wielokrotne podziały na coraz mniejsze gałęzie doprowadzają do powstania najmniejszych oskrzeli, z których ostatecznie tworzą się oskrzeliki o średnicy światła 0,5 - 1 mm. Pozostałe z ostatniego podziału oskrzeliki noszą nazwę oskrzelików oddechowych, zwanych też oskrzelikami pęcherzykowymi, ponieważ w ich ścianie występują już pęcherzyki płucne.
 

Pęcherzyki płucne
 Pęcherzyki płucne mają ścianę zbudowaną z płaskich komórek nabłonkowych noszących nazwę nabłonka oddechowego oraz komórek ziarnistych, produkujących i wydzielających tzw. czynnik powierzchniowy pęcherzyka płucnego (surfaktant), który w postaci cienkiej błonki pokrywa warstwę płynu surowiczego wyściełającego wnętrze pęcherzyków płucnych. Surfaktant jest specyficznym rodzajem detergentu ułatwiającym proces rozprężania pęcherzyków płucnych podczas wdechu. Od zewnątrz ściana pęcherzyków jest opleciona gęstą siecią naczyń krwionośnych włosowatych (włośniczek płucnych). Pomiędzy powietrzem w pęcherzyku a krwią włośniczki istnieje błonka. Nosi ona nazwę błony pęcherzykowo-włośniczkowej. Przez nią odbywa się wymiana gazów, czyli dyfuzja (tlenu, dwutlenku węgla) pomiędzy powietrzem pęcherzyków a krwią włośniczek płucnych
 

Wymiana (dyfuzja) tlenu i dwutlenku węgla w płucach
 Jedynie w pęcherzykach płucnych ma miejsce proces wymiany gazów. Czynnikiem decydującym o dyfuzji jest istnienie różnicy ciśnień parcjalnych (cząstkowych) gazu po obu stronach błony pęcherzykowo-włośniczkowej, czyli dyfuzja odbywa się zgodnie z różnicą ciśnień parcjalnych (cząstkowych) gazu (zgodnie z gradientem ciśnień). Cząsteczki tlenu dyfundują (przechodzą) ze światła pęcherzyków do krwi włośniczek, ponieważ w powietrzu pęcherzykowym ciśnienie parcjalne (cząstkowe) tlenu jest większe (100 mm Hg) niż we krwi żylnej włośniczek (40 mm Hg), dopływającej od strony tętnicy płucnej.
W przeciwnym kierunku, tj. z osocza krwi i krwinek czerwonych włośniczek płucnych do światła pęcherzyków przechodzą (dyfundują) cząsteczki dwutlenku węgla, ponieważ we krwi żylnej dopływającej do włośniczek płucnych ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla jest większe (46 mm Hg) niż w powietrzu pęcherzykowym (40 mm Hg). Krew po przepłynięciu włośniczek płucnych staje się krwią bogatą w tlen (utlenowaną).
 

Napięcie płucne
 Ciśnienie powietrza wielkości jednej atmosfery działa z jednej strony od zewnątrz na klatkę piersiową, z drugiej od wewnątrz przez światło dróg oddechowych na powierzchnię wewnętrzną płuc. Oprócz tego istnieją inne siły działające na klatkę piersiową i płuca. W toku kształtowania się klatki piersiowej i płuc wytwarza się sprężyste napięcie płuc - działające do wewnątrz oraz sprężyste napięcie ścian klatki piersiowej - działające na zewnątrz. Przeciwstawne działanie obu sił sprężystych wywołuje ujemne ciśnienie w jamie opłucnej (między ścianą klatki piersiowej i płucem), mniejsze od atmosferycznego. To zjawisko tłumaczy fakt, że płuco w fazie wdechu jest pociągane przez ścianę klatki piersiowej, mimo że nie jest z nią niczym połączone.
 

Wentylacja płuc
 Rytmiczne ruchy oddechowe klatki piersiowej - oddechy (około 16/min w spoczynku) powodują wentylację płuc (przewietrzanie). Każdy oddech (czyli cykl oddechowy) składa się z wdechu (fazy wdechowej) oraz wydechu (fazy wydechowej), w czasie których do pęcherzyków płucnych jest wciągane powietrze atmosferyczne.
W czasie wdechu skurcz (praca) mięśni wdechowych: przepony, mięśni międzyżebrowych zewnętrznych, pokonuje opory elastyczne i nieelastyczne płuc i klatki piersiowej oraz opory dróg oddechowych dla przepływającego przez nie powietrza. Pokonanie oporów powoduje przesunięcie przepony w dół oraz ruch żeber i mostka ku górze i na zewnątrz, co wywołuje wdechowe powiększenie wymiarów klatki piersiowej, a więc zwiększenie objętości jamy klatki piersiowej. Sprężyste napięcie (pociąganie) ścian klatki piersiowej działające na zewnątrz obniża ciśnienie ujemne w jamie opłucnej w stosunku do ciśnienia atmosferycznego. Obniżone ciśnienie działa na opłucną płucną (pokrywającą płuco), powodując podążanie jej za opłucną ścienną (wyścielającą wewnętrzną powierzchnię klatki piersiowej). W konsekwencji płuca ulegają rozciągnięciu, zwiększają swoją objętość, co powoduje napływ powietrza do płuc tak długo, aż ciśnienie śródpęcherzykowe zrówna się z ciśnieniem atmosferycznym (rozprężanie się płuc).