Spira sistemo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
La spira sistemo konsistas el la korpaj "aerovojoj", la pulmoj kaj la spiraj muskoloj, kiuj helpas en- kaj elspiri la aeron

La spira sistemo (latine apparatus respiratorius) estas la tuta organa sistemo komponita de organoj kaj strukturoj de homoj kaj aliaj bestoj, kiu zorgas pri la spirado. Oni diferencigas la "aerovojojn", kiuj nur gvidas la aeron al kaj el la korpa interno, de la pulmo (bronkoj, bronketoj kaj alveoloj), kie okazas la vivnecesa gasa interŝanĝo inter oksigeno kaj karbondioksido kaj tiele inter la viva estaĵo kaj la medio.

Ĉe aer-spiraj vertebruloj kiaj homaj estaĵoj, spirado okazas en la spiraj organoj nome pulmoj. La pasado de aero al la pulmoj kiu disponigas al la korpo el oksigeno estas konata kiel enspiro, kaj la pasado de aero el la pulmoj por elpeli karbondioksidon estas konata kiel elspiro; tiu procezo estas kolektive nomata spirado. Ĉe homoj kaj aliaj mamuloj, la anatomiaj elementoj de la spira sistemo estas traĥeo, bronkoj, bronketoj, pulmoj, kaj diafragmo. Molekuloj de oksigeno kaj karbondioksido estas pasive interŝanĝataj, pere de difuzo, inter la gasa ekstera medio kaj la sango. Tiu interŝanĝa procezo okazas en la aersakoj de la alveoloj en la pulmoj.[1]

Ĉe fiŝoj kaj ĉe multaj senvertebruloj, spirado okazas tra la brankoj. Aliaj animaloj, kiaj insektoj, havas spirajn sistemojn kun tre simplaj anatomiaj trajtoj, kaj ĉe amfibioj eĉ la haŭto ludas gravan rolon en gasa interŝanĝo. Ankaŭ plantoj havas spirajn sistemojn sed la direkto de gasa interŝanĝo povas esti la mala al tiu de animaloj. La spira sistemo ĉe plantoj havas ankaŭ anatomiajn trajtojn kiaj truoj en la subflankoj de folioj konataj kiel stomoj.[2]

Skizo de homaj pulmoj.
La homaj pulmoj flankigas la koron kaj la grandajn sangotubojn de la brusta kavaĵo[3]

Organoj[redakti | redakti fonton]

Partoj de la spira sistemo konsideriĝas

Funkciado[redakti | redakti fonton]

La spirado konsistas el du apartaj agoj - la enspiro kaj la elspiro. La diafragmo sub la pulmoj estas la muskolo, kiu onin helpas en la spirado. En la enspiro, la aero pasas unue tra la du naztruoj. En la naza kavo, la ekstera aero varmiĝas, humidiĝas, kaj puriĝas. Ĉi tie, milionoj da cilioj, etaj haroj, balaas preskaŭ ĉiun ereton pli da dek mikronojn granda al la gorĝo. Se estas obstrukco en la nazo, aŭ se oni devas spiri rapide, la aero povas eniri tra la buŝo.

De la nazo aŭ buŝo, la aero pasas tra la faringo kaj la laringo. La laringo estas organo de la voĉo. Sub la laringo estas la epigloto. La epigloto evitas la eniron de manĝaĵoj kaj likvoj en la traĥeon. De la traĥeo, la aero iras en la du pulmojn tra la bronkoj. La pulmoj estas internaj de la ripkaĝo. Unu bronko iras en la maldekstran pulmon, kaj alia en la dekstran. Kiel en arbo, la branĉoj de la bronkoj iĝas pli kaj pli maldikaj.

La pulmoj enhavas proksimume 300 milionojn da alveoloj. Alveolo estas aera ĉelo sur bronketo. En la alveolo, oksigeno povas pasi tra maldika membrano kaj pasi en la sangan angion. Samtempe, karbona dioksido povas pasi de la angio tra la membrano en la pulman aeron. La sango kondukas la oksigenon al ĉiuj korpaj ĉeloj. Sen oksigeno, oni mortus en kelkajn minutojn.

Kompara anatomio kaj fiziologio[redakti | redakti fonton]

Naztruoj de ĉevalo

Ĉevaloj[redakti | redakti fonton]

Ĉevaloj estas devigaj nazspirantoj, kio signifas, ke ili estas diferencaj el multaj aliaj mamuloj ĉar ili ne havas eblon spiri tra siaj buŝoj kaj devas elpreni oksigenon tra siaj naztruoj.

Elefantoj[redakti | redakti fonton]

La elefanto estas la nura konata animalo kiu ne havas pleŭron. Pli bone dirite, la ekstera pleŭro kaj la interna pleŭro estas ambaŭ komponitaj el densa konektiva histo kaj kuniĝas unu al alia pere de izola konektiva histo.[4] Tiu manko de pleŭra spaco, kun malkutime dika diafragmo, ŝajne estas evoluaj adaptaĵoj kiuj permesas la elefanton resti subakve dum longaj tempoperiodoj dum spiras tra sia rostro kiu eliras el akvo kiel subnaĝa tubo.[5]

Birdoj[redakti | redakti fonton]

La spira sistemo de birdoj diferencas ege grave el tiu troviĝanta ĉe mamuloj, kaj enhavas unikajn anatomiajn trajtojn kiaj aersakoj. La pulmoj de birdoj ankaŭ ne havas la kapablon ŝveli ĉar birdoj havas nek diafragmon nek pleŭron. Gasa interŝanĝo ĉe birdoj okazas inter aerkapilaroj kaj sangokapilaroj, pli ol ĉe alveoloj.

Reptilioj[redakti | redakti fonton]

Ikso-radia filmeto de ino de Misisipa aligatoro dum spirado.

La anatomia strukturo de la pulmoj estas malpli kompleksa ĉe reptilioj ol ĉe mamuloj, ĉar reptilioj ne havas la tre etendan aervojaran arbostrukturon kiu troviĝas ĉe mamulaj pulmoj. La gasa interŝanĝo ĉe reptilioj okazas tamen en alveoloj, ĉar reptilioj ne posedas diafragmon. Tiele, spirado okazas pere de ŝanĝo en la volumo de la korpa kavaĵo kiu estas kontrolita pere de kuntiriĝo de interripaj muskoloj ĉe ĉiuj reptilioj escepte ĉe testudoj. Ĉe testudoj, la kuntiriĝo de specifaj paroj de flankaj muskoloj regas la enspiradonelspiradon.[6]

Amfibioj[redakti | redakti fonton]

Kaj la pulmoj kaj la haŭto utilas kiel spiraj organoj ĉe amfibioj. La haŭto de tiuj animaloj estas tre vaskulara kaj humida, kies humideco restas danke al elproduktado de muko el specializitaj ĉeloj. Dum la pulmoj estas de unuaranga gravo por la spira kontrolo, la unikaj propraĵoj de la haŭto helpas al rapida gasa interŝanĝo kiam amfibioj estas submergitaj en oksigen-riĉa akvo.[7]

Fiŝoj[redakti | redakti fonton]

Ĉe plej fiŝoj, spirado okazas tra brankoj. Pulmofiŝoj, tamen, posedas unu aŭ du pulmojn. La labirinta fiŝo disvolvigis specialan organon kiu permesas al ili profiti la oksigenon de la aero.

Anatomio ĉe senvertebruloj[redakti | redakti fonton]

Artropodoj[redakti | redakti fonton]

Kelkaj specioj de kraboj uzas spiran organon nome brankostega pulmo.[8] Ties branka histo estas formata tiele por pligrandigi la surfacan areon kaj la pulmo estas pli taŭga por peni oksigenon el la aero ol el la akvo. Kelkaj el plej malgrandaj araneoj kaj akaroj povas spiri simple per interŝanĝado de gaso tra la surfaco de la korpo. Pli grandaj araneoj, skorpioj kaj aliaj artropodoj uzas primitivan folipulmon.

Insektoj[redakti | redakti fonton]

Plej insektoj spiradas pasive tra siajn spirakloj aŭ spirtuboj (specialaj malfermaĵoj ĉe la eksoskeleto) kaj la aero atingas la korpon danke al serio de pli kaj pli malgrandaj tubetoj nome 'trachaea' kiam ties diametro estas relative granda kaj 'trachaeola' kiam ties diametro estas tre malgranda. Difuzo de gasoj estas efika al malgrandaj distancoj sed ne al pli grandaj, tiu estas unu el la tialoj kiaj insektoj estas relative malgrandaj. Insektoj kiuj havas nek spiraklojn nek trachaea, kiaj ĉe Collembola, ili rekte spiras tra siaj haŭtoj, ankaŭ per difuzo de gasoj.[9]

La nombro de spirakloj kiujn insekto havas estas varia laŭ specioj, tamen ili ĉiam estas paraj, po unu en ĉiu flanko de la korpo, kaj kutime po unu por segmento. Kelkaj el la Diplura havas dekunu, kun kvar paroj ĉe la torako, sed en plej el la antikvaj formoj de insektoj, kiaj ĉe libeloj kaj saltuloj estas du torakaj kaj ok abdomenaj spirakloj. Tamen ĉe plej el la restaj insektoj estas amlpli.

Estas je tiu nivelo de traĥeoloj kie oksigeno estas liverita al la ĉelj por spirado. La traĥeoj estas akvoplenaj pro la ĉelmembranoj de la ĉirkaŭaj histoj. Dum ekzercado, la akvonivelo malpliiĝas pro pliiĝo en la koncentriĝo de lakta acido en la muskolĉeloj. Tio malaltigas la akvoenhavo kaj la akvo retiriĝas reen al la ĉeloj pere de osmozo kaj aero estas portata pli proksime de la muskolĉeloj. La difuzia vojo estas tiam malpliigita kaj gasoj povas esti transmetitaj plej facile.

Iam oni supozis, ke insektoj faras la gasan interŝanĝon kun la medio kontinue pere de simpla difuzio de gasoj en la traĥea sistemo. Pli ĵuse, tamen, granda variado en insektaj spiraj modeloj estis dokumentita kaj insekta spirado ŝajnas tre variebla. Kelkaj malgrandaj insektoj montras kontinuan spiradon kaj povas ne havi muskolan kontrolon de spirakloj. Aliaj, tamen, uzas muskolan kuntiriĝon de la abdomeno kun kunordigita spirakla kuntiriĝo kaj distiriĝo por generi ciklajn gasinterŝanĝajn modelojn kaj por malpliigi la akvoperdon en la atmosferon. Plej ekstrema formo de tiuj modekloj ricevas la terminon de diskontinua gasa interŝanĝo.[10]

Moluskoj[redakti | redakti fonton]

Moluskoj ĝenerale havas brankojn kiuj ebligas interŝanĝon de oksigeno el akva medio en la vaskula sistemo. Tiuj animaloj posedas ankaŭ koron kiu pumpas sangon kiu enhavas hemocianininon kiel ties oksigen-kapta molekulo. Tiele, tia spira sistemo estas simila al tiu de la vertebrulaj fiŝoj. La spira sistemo de gastropodoj povas inkludi ĉu brankojn aŭ unu pulmon.

Bildaro[redakti | redakti fonton]

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Traĥeo, bronkoj kaj bronketoj laŭ la klasika anatomia atlaso Gray

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. (2010) Human Biology and Health. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 108–118. ISBN 0134234359. 
  2. Respiratory physiology-- the essentials. Baltimore: Williams & Wilkins, 1–10. ISBN 0-683-08937-4. 
  3. Gray's Anatomy of the Human Body, 20a eld. 1918.
  4. West, John B. (1993). "Snorkel breathing in the elephant explains the unique anatomy of its pleura", gazeto : Respiration Physiology, volumo : 126, numero : 1, paĝoj : 1–8. COI:10.1016/S0034-5687(01)00203-1  
  5. West, John B. (2002). "Why doesn't the elephant have a pleural space?", gazeto : News Physiol Sci, volumo : 17, paĝoj : 47–50  
  6. Respiratory system. Encyclopædia Britannica.
  7. Gottlieb, G (1976). "Importance of pulmonary ventilation in respiratory control in the bullfrog", gazeto : Am J Physiol, volumo : 230, numero : 3, paĝoj : 608–13  
  8. J. Halperin, M. Ansaldo, G. N. Pellerano & C. M. Luquet (2000). "Bimodal breathing in the estuarine crab Chasmagnathus granulatus Dana 1851 — physiological and morphological studies", gazeto : Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular & Integrative Physiology, volumo : 126, numero : 3, paĝoj : 341–349. COI:10.1016/S1095-6433(00)00216-6  
  9. The Earth Life Web, Insect Morphology and Anatomy. Earthlife.net. Konsultita la 2013-04-21.
  10. Lighton, JRB (January 1996). "Discontinuous gas exchange in insects", gazeto : Annu Rev Entomology, volumo : 41, paĝoj : 309–324. COI:10.1146/annurev.en.41.010196.001521  

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]