AZ EMBER LÉGZÕ SZERVRENDSZERÉNEK FELÉPÍTÉSE ÉS MÛKÖDÉSE

Az ember életmûködései és az életmûködések szabályozása

45

AZ EMBER LÉGZÕ SZERVRENDSZERÉNEK FELÉPÍTÉSE ÉS MÛKÖDÉSE Milyen típusai alakultak ki az evolúció során a légzõszerveknek?

orrüreg

Melyek a légzés szakaszai?

szájüreg garat

Az ember légzõ szervrendszere felsõ és alsó légutakra tagolható. (1.) A felsõ légutak az orrüreg és a garat. Az fõhörgõk orrüreg szûri és elõmelegíti a levegõt. Az orrnyílás közelében elhelyezkedõ szõrszálak kiszûrik a beszívott tüdõ levegõben lévõ szilárd részecskéket. Az erekkel dúsan átszõtt orrkagylókban felmelegszik a levegõ. Az izmos falú garat a táplálkozási és a légzõ szervrendszer közös szerve. Kapcsolatot létesít a szájüreg, az orrüreg, a két középfül, a légcsõ és a nyelõcsõ között. Itt keresztezõdik a légzés és a nyelés útja. Légzéskor a lágy szájpad és a gégefedõ is nyitva van, ekkor a levegõ akadálytalanul rekeszizom áramolhat a légúton. Nyeléskor a lágy szájpad elzárja az összeköttetést az orrüreggel, a porcos gégefedõ pedig 1. A légzés szervrendszere megakadályozza a falat légcsõbe jutását. A rendszer hibás mûködésekor „cigányútra megy a falat”. (2.) lágy szájpad

Tedd az egyik kezed két ujját a gégédre és nyeljél egyet! Megfigyelheted, hogy a gége nyeléskor felfelé mozdul el, ilyenkor rázár a lényegében mozdulatlan gégefedõre. Tehát nem a gégefedõ, hanem a gége mozog. Fogd be egy-egy ujjal mindkét füled és ismét nyeljél egyet! Jól megfigyelhetõ a hallócsontocskák kattanása, amely a középfülben megnõtt nyomást jelzi. Ez a nyomásnövekedés megakadályozza, hogy a falat a fülkürtbe kerüljön és a középfül felé haladjon.

gége

légcsõ

hörgõk

mellkas fala

orrüreg

falat garat gégefedõ hangszalag

nyelõcsõ Az alsó légutakk a gégével gégével ell kezdõdnek. kkez ezddõdnek. A porcos porc po r oss ggége ége a hangadás ha ang ngaddás sszerve. sze zerv rvve. e A hang han a g képzésében, képz p és pz ésében, felerõsítésében felerõsítéésé s ben a felsõ légutaknak, fe elssõ llé égu gutaakkn nak ak,, to ttovábbá vább vá bbáá a szájüregnek, száj ájür üreg reggnek, a nyelvnek nyelvne nek és és az ajk ajkaknak jkaakna jk nak is i n nagy agg y jele jelentõségük lentõs õségük van. A gé gége g aazz átla ge át átlag tlagg 12 cm hosszú légcsõvel folytatódik. A mellüregben a falat légcsõ két fõhörgõre ágazik. Ezek közül a jobb oldali három, a bal oldali pedig két hörgõre ágazik, amelyek belépnek a tüdõbe. A tüdõ a mellüregben elhelyezkedõ páros szerv. A jobb tüdõfélnek három, a bal tüdõfélnek két lebenye van (ugyanis a bal oldali alsó lebeny helyét a szív foglalja el). A hörgõk a tüdõben egyre kisebb 2. A légzés és a nyelés. Az ábra alapján átmérõjû hörgõcskékre ágaznak. Ezek rengeteg, a szõlõfürt magyarázd el, hogyan mûködik a szemeihez hasonlóan elhelyezkedõ léghólyagban foly- gégefedõ légzéskor és nyeléskor!

bio10szki-press-3.indd 45

2010.06.23. 9:30:22

46


tüdõ hörgõágak fõhörgõ hörgõcske erek

léghólyagocskák hajszálérhálózattal

3. A tüdõ felépítése és a léghólyagocskák. Miért alakul ki a tüdõben nagy

tatódna A léghólyagok belsõ felületét a léghólyagocstatódnak. kák tovább tov növelik. (3., 4., 5.) Az ember tüdejében a mintegy egymilliárd léghólyagocska 100-150 m2-nyi minteg (közel (k köz özel tteniszpálya méretû) légzõfelületet szolgáltat a gázcsere gázcse er számára. (Emlékezz vissza! Az ember bõrfelülete csak 1,5 m2!) Kísérl a légcsere bemutatására Kísérlet Állítsd össze a Donders-féle tüdõmodellt az ábrán látható módon! Emlõstüdõ helyett egy kis léggömb is megfelel. módo Szívd ki szájjal a csapos üvegcsövön kissé a levegõt, ekkor „tüdõ” kissé kifeszül, és a nyitott csövön keresztül némi a „tüd levegõ áramlik bele. Zárd el a csapot, majd emeld meg kissé aaz üvegharangot. Az üvegben a belsõ tér növekedik, levegõ áramlik (belégzés). Ezután helyezd és a „tüdõbe” „t vissza az üvegharangot az alapállapotba. A belsõ tér kisebb lesz, ezt a „tüdõ” passzívan követi, és a nyitott üvegcsövön levegõ áramlik ki (kilégzés). üvegc üvegcsövek

csap

légzõfelület?

üvegharang léggömb

vízzel telt kád

a mellhártya két lemeze

bordaközi izmok

4. Elágazások Elága a tüdõben

borda tüdõ

a mellhártya ürege

6. A mellhártya. Mi a mellhártya üregének jelentõsége a légzésben?


5. Fénymikroszkópos felvétel a tüdõrõl

A légcserét légcs a mellkas térfogatváltozásai okozzák. A tü tüdõhöz üdõh harántcsíkolt izom közvetlenül sehol sem kapcsolódik, kapc pcso s a légcsere során bekövetkezõ mozgásait mégis mégi mé giss vvázizmok idézik elõ. Az ember mellüregét a légzõizmok, a rekeszizom és a bordaközi izmok tágítják, légzõizm illetve ilille letvee sszûkítik. A tüdõ külsõ és a mellüreg belsõ felszínétt a m né mellhártya borítja. (6.) Ennek a kettõs hártyának

2010.06.23. 9:30:23


a lemezei között vékony folyadékfilm található, amely a két lemez felületének mozgékony kapcsolatát, egymáson való elcsúszását szolgálja. A lemezek közötti nyomás értéke belégzéskor és kilégzéskor is kisebb, mint a tüdõ légterében lévõ nyomás, így két lemez között szívóhatás érvényesül. Ez a szívóhatás okozza azt, hogy a tüdõ passzív módon együtt mozog a mellüreggel, követi annak térfogatváltozásait. Tedd a kezedet középen, a bordaív alatt a hasfaladra, majd az átlagosnál erõsebben lélegezz be és ki! Mit tapasztalsz? Melyik izom okozhatja a hasfal mozgását? Most tedd az egyik kezedet a mellcsontodra, a másikat pedig oldalt a mellkasod falára és így lélegezz néhányat! Milyen irányban mozdulnak el a bordák és a mellcsont? Mely izmok okozzák ezt a mozgást?

47

Légmell alakul ki akkor, ha szúrt vagy lõtt seb lyukasztja át a mellkas falát, illetve a fizikai megerõltetés vagy köhögés hatására a tüdõszövet kilyukad, és a mellhártya két lemeze közé levegõ kerül. Mindkét esetben a lyukon keresztül a mellüregbe áramló levegõ miatt kiegyenlítõdik a tüdõ légtere és a mellüreg közötti nyomáskülönbség, és a tüdõ kifeszített állapota megszûnik. Szerencsére mindkét tüdõ önálló mellhártyazsákban helyezkedik el, ezért a légmell csak az egyik oldalon következik be. Ez a heveny életveszélyes állapot azonnali orvosi beavatkozást igényel.

belégg z belégzés

kilégzés

Belégzéskor a kupola alakú kú rekeszi rekeszizom zizom el ella ellapolapo po- A rekeszizom mozgása besodik és ezzel hasi irány irányban yban növeli növvel eli a mellüreg m lllür me ü eg és kilégzés alatt alatt t rekeszizom térfogatát. A bord bordaközi rdak akö özi izmokk összehúzódása összeh húz úzód ódás ód ásaa oldalirányban n felfelé f lfelé emel fe emelili a bord bordákat rdák ákat att és és a kilégzés mellcsontot, és szintén növeli a mellüreg térfogatát. A térfogatnövekedés a táguló tüdõben A bordák helyzete és természetesen a légutakban nyomáscsökke- be- és kilégzés közben nést okoz, amely nyitott légzõnyílások esetén 7. A be- és kilégzés folyamata a légköri levegõt beszívja a tüdõbe.

belégzés

A belélegzett és a kilélegzett levegõ mennyiségének mérése Mérd meg a be- és kilélegzett levegõ mennyiségét az ábra szerinti kísérleti összeállítással! (A befõttesüveg 5 literes legyen, és 200 ml-enként kell megjelölni.) Lélegezz be a nyugodt légzésnek megfelelõ megszokott mértékben a gumicsövön keresztül! Hány ml a légzési levegõ? Ezt követõen a levegõ kifújása nélkül lélegezz be erõteljesen! Mennyi levegõt tudtál még beszívni? Ezt a többletet belégzési tartaléknak nevezik. Most szívd fel a vizet kb. 4,5 dm3-ig, fogd be a gumicsõ nyílását, néhányszor lélegezz ki és be, majd teljes erõvel fújj a gumicsõbe! Ezzel a tüdõd maximális teljesítményét, az ún. vitálkapacitást mérted meg. Mennyi a vitálkapacitásod? Kiderül, hogy a vitálkapacitás értéke mintegy 1-1,5 dm3-rel meghaladja a légzési levegõ és a belégzési


tartalék összegét. Ezt a többletet kilégzési tartaléknak nevezik. (Elõfordulhat, hogy ha nagyon jó fizikai állapotban vagy, akkor „szétfújod a rendszert”. Ebben az esetben a vitálkapacitásod meghaladja a 4,5-4,8 dm3-t.) 5 literes befõttes üveg gumicsõ vízzel telt üvegkád

2010.06.23. 9:30:26

48


A parciális nyomás A parciális nyomás az a nyomásérték, amelyet a gázelegyben részt vevõ gáz akkor fejtene ki, ha a teret egyedül töltené ki. (Például könnyen belátható, hogyha a légköri levegõ nyomása 101 kPa, és a levegõnek 21%-a oxigén, akkor az oxigén részleges nyomása a légköri levegõben 21,21 kPa.) Az oxigén és a szén-dioxid átjutása a hajszálérfalon, a tüdõ légzõhámján vagy a sejtek membránján minden esetben a parciális nyomáskülönbség kiegyenlítõdéséig tartó diffúzió. A tüdõ léghólyagocskáinak légterében a tüdõbe érkezõ vérhez viszonyítva kisebb a CO2 és nagyobb az O2 parciális nyomása. Ezért a CO2 a vérbõl a léghólyagocskák légterébe, az O2 pedig a léghólyagocskák légterébõl a vérbe diffundál. Ez a külsõ gázcsere. A nyomáskülönbség kiegyenlítõdése után a tüdõ légterébe jutott CO2 a kilégzéssel eltávozik a szervezetbõl, a vérbe jutott O2 pedig elszállítódik a szövetek közé. A tüdõ felõl a szöveti sejtek közé érkezõ vérben a sejtek citoplazmájához viszonyítva kisebb a CO2 és nagyobb az O2 parciális nyomása. Ezért a sejtanyagcsere során termelõdött CO2 a sejtekbõl a vérbe, az oxigén pedig a vérbõl a sejtekbe diffundál a hajszálérfalon és a sejtmembránon keresztül. Ez a belsõ gázcsere. A CO2-t a vér elszállítja a tüdõbe, a sejtekbe jutott oxigén pedig a sejtek lebontó folyamataiban használódik fel. Ezáltal a sejtanyagcsere során a CO2 állandóan újratermelõdik. A gázcserében a parciális nyomáskülönbségen kívül még a sejtek éppen esedékes anyagcsere-folyamatainak, a testfolyadékok összetételének és áramlási sebességének, illetve a sejtmembránok áteresztõképességének is nagy jelentõsége van.


Kilégzéskor a légzõizmok elernyednek. Ekkor a mellkas a rugalmassága miatt visszatér az eredeti helyzetébe. Ezt a tüdõ passzívan követi; térfogata csökken, ezért fokozódik benne a nyomás olyannyira, hogy meghaladja a külsõ levegõét. A kilégzés ennek a nyomáskülönbségnek a kiegyenlítõdése. (7.) Számold meg, hány lélegzetet veszel egy perc alatt nyugodt légzéskor! Ha lány vagy, végezz 20 gyors guggolást! Ha fiú vagy, csinálj 20 fekvõtámaszt! Ezután azonnal számold meg a percenkénti légzésszámodat! Mennyivel növekedett? Mi lehet a növekedés oka?

Nyugodt légzés esetén percenként 14-17 légcserét hajtunk végre. Egyetlen légcsere során a cserélõdõ levegõ mennyisége kb. 0,5 dm3. A légzési perctérfogat, vagyis az egy perc alatt be- és kilélegzett levegõ mennyisége tehát kb. 8 dm3. Fokozott oxigénszükséglet esetén a légvételek mélyebbek és szaporábbak. A gázcsere mozgatója a légzési gázok részleges (parciális) nyomásának különbsége. A gázcsere két szakaszra bontható, a külsõ gázcsere a tüdõben lévõ levegõ és a vér közötti, míg a belsõ gázcsere a vér és a sejtek közötti anyagforgalmat jelenti.

KÉRDÉSEK, FELADATOK a garat jelentõsége a táplálkozásban, és mi a lég• Mizésben? a felsõ és az alsó légutak részei? • Melyek Miért fontos biológiai szempontból az, hogy a tüdõben • nagy felületnagyobbítás van? Hogyan játszódik le az ember szervezetében a légcse• re; a külsõ gázcsere; a belsõ gázcsere? tényezõk befolyásolhatják a tüdõ perctérfoga• Milyen tát; a gázcserét? kísérlettel tudnád igazolni, hogy nyeléskor a • Milyen gége és nem a gégefedõ mozog; nyeléskor a középfülben megnõ a nyomás; a légcsere során a tüdõ passzívan követi a mellüreg térfogatváltozásait; a rekeszizom jelentõségét a légcserében; a bordaközi izmok jelentõségét a légcserében; az ember a maximális belégzéskor felvett levegõnél többet képes kilélegezni; fizikai terheléskor a tüdõ perctérfogata megnõ?

2010.06.23. 9:30:27


49

A HANGADÁS (OLVASMÁNY) A hangadás szerve a gége. (8.) Bolyolult felépítésû, az alsó légút kezdetén elhelyezkedõ szerv. A légcsõ legfelsõ porcgyûrûjéhez a gyûrûporc kapcsolódik. Elöl a pajzsporc húzódik (ezt a porcot a férfiaknál ádámcsutkának is nevezzük). A gyûrûporcon két, V betûhöz hasonló kannaporc helyezkedik el. A gége üregét a pajzsporc és a kannaporcok között egy páros izomköteg, a jobb és bal hangredõ zárja el, ezek középen a hangrést fogják közre. A hangredõk hangrés felõli peremén a jobb és a bal hangszalag húzódik, ezek rugalmas rostokból álló kötegek. A kannaporcokat izmok mozgatják és ezzel szûkítik vagy tágítják a hangrést. A hangrésnek lényegében háromféle állása lehet. Nyitott álláskor a hangszalagok ellazulnak, a hangrés tágra nyílik és a hangszalagok kb. 30 fokos szöget zárnak be. Nyitott állás nyugodt légzéskor figyelhetõ meg. A levegõ akadálytalanul jut át a hangszalagok között, és ezért a gégében hang nem keletkezik. Résálláskor a hangszalagok szöge kb. 10 fok. A levegõ ekkor sem rezegteti meg a hangszalagokat, hanem súrlódva távozik közöttük. Így jön létre a H hang. Zárt álláskor a két hangszalag szorosan egymáshoz simul, közöttük szög nem mérhetõ. Ilyenkor a tüdõbõl kiáramló levegõ megrezegteti a hangszalagokat. A hangszalagok a levegõ gégefedõ porc

irányára merõlegesen mozdulnak el, és újra meg újra megszakítják a kifelé áramló levegõoszlopot. A hangszalagok szabályos idõközönként bekövetkezõ rezgése zenei hangot okoz, ez a zönge. A magánhangzók (A, Á, E, É I, Í stb.) tiszta zöngehangok, mert a levegõ szabadon távozik a szájüregbõl, itt újabb hang nem képzõdik, ugyanakkor a szájüreg alakjának és terjedelmének, illetve a szájnyílás formájának a változtatása különféleképpen színezheti a hangot. A mássalhangzók képzésekor a kiáramló és szabályosan rezgõ levegõ újabb akadályokba (a nyelvbe, az ajakba, a fogakba) ütközik, így újabb, de már szabálytalan idõközönként bekövetkezõ rezgések, zörejek keletkeznek. A zöngés mássalhangzók képzésekor a gége zöngéje a szájüreg zörejével keveredik. (D, DZ, M, N stb.) A zöngétlen mássalhangzók keletkezésekor a hangszalagok nyitva állnak, zönge nem keletkezik, csak a szájüregi zörej hallatszik. (B, C, F, P stb.) A hang magassága a hangszalagok hosszától, vastagságától és feszességétõl függ. A hang sajátos színe és a hangerõ nem a gége, hanem a gége fölötti levegõréteg rezgésébõl adódik. A hangerõ a hang képzésekor a tüdõbõl kifújt levegõ mennyiségétõl is függ. A hang kitartásának idõtartamát a tüdõ kapacitása és a megfelelõ légzéstechnika, fõképp a rekeszizom mûködése határozza meg.

hangszalagok

gégeporcok

légcsõ A gége hasi oldala

8. A gége felépítése


gégeizmok A gége hátsó, garat felõli oldala

Tedd a kezedet a gégédre és képezz mássalhangzókat! (Jól érzékelhetõ a rezgés.) Figyeld meg a nyelved helyzetét, mozgását A, B, C, D, F, T és K hangok képzésekor! Figyeld meg fogaid jelentõségét a hangadásban! Ehhez képezz zöngés hangokat: Z, DZ, ZS! Mi a jelentõsége a hangadásban az orrüregnek? Ehhez hallgasd meg a padszomszédod beszédét úgy, hogy befogja az orrnyílásait!

2010.06.23. 9:30:28

50


A LÉGZÕSZERVEKKEL KAPCSOLATOS EGÉSZSÉGÜGYI ISMERETEK (OLVASMÁNY) A tüdõelzáródásos (a légzõfelületet csökkentõ) állapotokban a tüdõ légáramlása lassul vagy egyes területeken leáll. Az akadályozott légáramlás hallható zihálást eredményez. A krónikus légcsõhurutban szenvedõ betegeknél egyes légjáratokban nyálka halmozódik fel. Az asztma rohamokban jelentkezõ nehézlégzés. A hörgõi asztma tünetei: fulladásérzés, köhögés, szorongás, félelem. A roham percektõl akár napokig is tarthat. Ilyenkor a hörgõizomzat görcsösen összehúzódik, ezáltal a levegõnek a tüdõbe jutása akadályozott. A roham oka gyakran allergia, valamilyen fehérjetermészetû anyag, por, virágpor vagy szag válthatja ki. A szívasztmások szervezetében a szív nem képes a tüdõbõl érkezõ vér teljes mennyiségének továbbítására. Ezért pangás, majd tüdõvizenyõ lép fel. A tüdõvizenyõ nem csak a szívasztmásokat veszélyezteti. A tüdõerek vérnyomásának növekedése miatt a tüdõhólyagocskákat nagyobb mennyiségû, a vérbõl kiszûrõdött savós folyadék árasztja el, ez csökkenti a légzõfelületet és fulladást okozhat. A tüdõvizenyõ mérges gázok (harci gázok) hatására is kialakulhat, mert hatásukra a hajszálerek fala megsérül és folyadékáteresztõvé válik. Jelentõsen csökkenti a légzõfelületet a tüdõtágulás (emfizéma) is. Ekkor a tüdõ rugalmas elemei pusztulnak, a tüdõhólyagocskák kitágulnak, a hólyagocskák közötti válaszfalak elszakadnak, és a léghólyagocskák összeolvadnak. A tüdõtágulást fõképp az asztma és a dohányzás okozhatja. A különféle kórokozók, a légúti fertõzések is súlyos tüdõbetegségeket okozhatnak. A tüdõgyulladás a tüdõhólyagocskák gyulladásos megbetegedése baktériumok vagy vírusok hatására. A lebenyes tüdõgyulladás a tüdõnek csak egy lebenyére terjed ki és heveny tünetei vannak. Tünetei: kezdetben hidegrázás, majd magas láz. Kezdetben száraz majd váladékos köhögés jelentkezik. A gócos tüdõgyulladás esetén a tüdõ több lebenyében is egyszerre


fertõzött gócok fordulnak elõ. A betegség lefolyása kevésbé heveny, a láz alacsonyabb, itt is jelentkezik a száraz, majd a köpetes köhögés. A tüdõgyulladás antibiotikum-kezeléssel gyógyítható. A tuberkulózis (TBC, gümõkór, tüdõbaj) kórokozója, a tbc-baktérium nagyon ellenállóképes, a szervezetbõl kikerülve is sokáig fertõzõképes marad. Az ember fertõzõdését vagy az emberi vagy a szarvasmarha tbc-baktérium okozza. Az emberi tbc-baktérium cseppfertõzéssel terjed. A kiköhögött kórokozók parányi porszemcsékhez tapadva órákig lebeghetnek a helyiség levegõjében. A padlón vagy az aszfalton beszáradva fertõzõképességük fennmarad és hosszú idõ után is aktivizálódhatnak. Ha a szervezet ellenállása erõs, sikerül megakadályozni a baktérium terjedését, de nem sikerül elpusztítani a kórokozót; ilyenkor a tüdõ meszes gümõt épít a baktériumkolónia köré, mintegy elhatárolja magát tõle. Ebben a betokozott állapotban a baktériumok évtizedekig fennmaradhatnak. Egy legyöngült szervezetben a gümõbe zárt baktériumok újra erõre kaphatnak, a tüdõbõl bekerülnek a vérkeringésbe, szétszóródnak a testben és a vesében, a herében, az agyhártyán, továbbá a csontokban is telepeket képezhetnek. Ha a belsõ védekezés nem kielégítõ, a baktériumok sok szervben tapadnak meg, és ún. kölesgümõkórt okoznak. A szarvasmarha tbc-baktérium a tehenek tõgyében idéz elõ betegséget, és fertõzött, pasztõrözés nélküli tejjel jut az ember szervezetébe. Ilyenkor az elsõdleges fertõzés a beleket támadja meg. A tébécés beteg ma már antibiotikum-kezeléssel gyógyítható. A betegség megelõzését az 1926 óta alkalmazott BCGoltás szolgálja. (BCG = Bacillus Calmette–Guérin; a betûszó a vakcina kifejlesztõi nevének kezdõbetûit tartalmazza.) A kisgyermekek szervezetébe legyengített kórokozókat juttatnak és a védekezõképesség ennek hatására alakul ki. A védekezõképesség fennmaradását ellenõrzik, és hiányában az oltást megismétlik.

2010.06.23. 9:30:29

AZ EMBER LÉGZÕ SZERVRENDSZERÉNEK FELÉPÍTÉSE ÉS MÛKÖDÉSE

Recommend Documents