Τα προϊόντα της πέψης των θρεπτικών ουσιών που περιέχονται στην τροφή απορροφώνται στο λεπτό έντερο και φτάνουν με την κυκλοφορία του αίματος σε όλα τα κύτταρα του σώματος. Εκεί, ορισμένες θρεπτικές ουσίες οξειδώνονται κατά την κυτταρική αναπνοή, με αποτέλεσμα την απελευθέρωση ενέργειας. Η ενέργεια αυτή χρησιμοποιείται για το σχηματισμό τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ). Για την οξείδωση των θρεπτικών ουσιών είναι απαραίτητη η συνεχής τροφοδότηση των κυττάρων με οξυγόνο, και ταυτόχρονα η συνεχής απομάκρυνση του

εικ. 5.1 Η αναπνευστική οδός

Η αεροφόρος οδός

Τα όργανα του αναπνευστικού συστήματος, που είναι η μύτη, ο φάρυγγας, ο λάρυγγας, η τραχεία, το βρογχιακό δέντρο και οι πνεύμονες, συνιστούν την αεροφόρο οδό. Ο αέρας εισέρχεται στη ρινική κοιλότητα, η οποία αποτελεί τμήμα της μύτης και χωρίζεται σε δύο ρινικούς θαλάμους, με το ρινικό διάφραγμα. Το πάνω μέρος κάθε ρινικού θαλάμου επενδύεται με οσφρητικό βλεννογόνο. Το υπόλοιπο καλύπτεται με αναπνευστικό βλεννογόνο, που είναι πλούσιος σε αγγεία και αποτελείται από επιθηλιακά κύτταρα, τα οποία διαθέτουν βλεφαρίδες (κροσσούς), και από κύτταρα που παράγουν βλέννα. Κατά την εισπνοή, ο εισερχόμενος αέρας θερμαίνεται με τη βοήθεια των αιμοφόρων αγγείων. Αποκτά έτσι τη θερμοκρασία του σώματος, φιλτράρεται, υγραίνεται και στη συνέχεια περνάει στο φάρυγγα, (εικ. 5.1).

Ο φάρυγγας είναι όργανο κοινό για το αναπνευστικό και το πεπτικό σύστημα. Η κοιλότητα του λάρυγγα έχει σχήμα κλεψύδρας, (εικ. 5.2) Το στενότερο άνοιγμά του έχει μεταβλητό μέγεθος και ονομάζεται γλωττίδα. Στα άκρα της γλωττίδας υπάρχουν μεμβρανώδεις αναδιπλώσεις, οι φωνητικές χορδές. Οι χορδές αυτές πάλλονται κατά την έξοδο του αέρα και παράγουν ήχους. Μύες που υπάρχουν στα τοιχώματα του λάρυγγα, αυξομειώνουν την τάση των χορδών και το άνοιγμα της γλωττίδας. Τα χαρακτηριστικά των ήχων (ένταση, ύψος) εξαρτώνται αφ' ενός από τη δύναμη του αέρα που διέρχεται, και αφ' ετέρου από το μήκος, το πάχος, την ελαστικότητα και την τάση των φωνητικών χορδών. Ο λάρυγγας, ο φάρυγγας, η στοματική και η ρινική κοιλότητα, καθώς και οι παραρρινικοί κόλποι (αεροφόροι κοιλότητες γύρω από τα οστά της ρινικής κοιλότητας) λειτουργούν σαν «αντηχείο» και δίνουν σε κάθε άτομο τα ιδιαίτερα

 

Οι πνεύμονες έχουν κωνική περίπου μορφή. (εικ. 5.1) Στην εσωτερική επιφάνεια κάθε πνεύμονα υπάρχει ένα άνοιγμα, απ' όπου διέρχονται ο βρόγχος, οι κλάδοι της πνευμονικής αρτηρίας και φλέβας, οι κλάδοι της βρογχιακής αρτηρίας και φλέβας και νεύρα. Η βρογχιακή αρτηρία προμηθεύει τον πνεύμονα με θρεπτικές ουσίες, ενώ οι άχρηστες απομακρύνονται με τη βρογχιακή φλέβα.

Ο δεξιός πνεύμονας υποδιαιρείται με σχισμές σε τρεις λοβούς, ενώ ο αριστερός σε δύο. Κάθε λοβός αποτελείται από λόβια, τα οποία περιλαμβάνουν διακλαδώσεις του βρογχιακού δέντρου, και από κυψελίδες, οι οποίες περιβάλλονται από τριχοειδή αγγεία (διακλαδώσεις της πνευμονικής αρτηρίας). Με τις διακλαδώσεις της πνευμονικής αρτηρίας φτάνει στις κυψελίδες από τη δεξιά κοιλία της καρδιάς αίμα πλούσιο σε CΟ2 και φτωχό σε Ο2.

Οι κυψελίδες και τα τριχοειδή αγγεία έχουν πολύ λεπτό τοίχωμα, δια μέσου του οποίου γίνεται η ανταλλαγή των αερίων της αναπνοής. Το αίμα δηλαδή αποβάλλει το CΟ2, και παραλαμβάνει Ο2 Στη συνέχεια, μέσω της πνευμονικής φλέβας, επιστρέφει στον αριστερό κόλπο της καρδιάς.

Όταν οι κυψελίδες γεμίσουν με αέρα, υποδοχείς τάσης, που βρίσκονται σ' αυτές, στέλνουν νευρικές ώσεις στο αναπνευστικό κέντρο, το οποίο αναστέλλει τη διέγερση των εισπνευστικών μυών και του διαφράγματος, οπότε αυτοί χαλαρώνουν. Οι θωρακικές πλευρές επανέρχονται στην αρχική θέση τους και το διάφραγμα επανακτά τη θολωτή μορφή του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειωθεί ο όγκος της θωρακικής κοιλότητας, εξαναγκάζοντας

Ο εξαερισμός των πνευμόνων είναι κυρίως μία ακούσια ρυθμική λειτουργία, που συνεχίζει να πραγματοποιείται ακόμα και όταν το άτομο έχει χάσει τις αισθήσεις του.

Εκτός από τους υποδοχείς τάσης, που βρίσκονται στις πνευμονικές κυψελίδες, υπάρχουν και χημειοϋποδοχείς, κυρίως στην αορτή και στις καρωτίδες. Αυτοί ανταποκρίνονται σε μεταβολές της συγκέντρωσης των Η+, του CΟ2, και του Ο2 στο αίμα. Αν κατά τη διάρκεια μιας έντονης άσκησης ελαττωθεί η συγκέντρωση του οξυγόνου στο αίμα, οι χημειοϋποδοχείς στέλνουν νευρικές ώσεις στο αναπνευστικό κέντρο, με τελικό αποτέλεσμα την αύξηση του ολικού αερισμού.

Ο αναπνευστικός ρυθμός έχει τη δυνατότητα να μεταβληθεί και από διεγέρσεις που προέρχονται από ανώτερα κέντρα του εγκεφάλου. Πράγματι, οι αναπνευστικές κινήσεις μπορεί να τροποποιηθούν ακούσια (την ώρα

Ανταλλαγή των αναπνευστικών αερίων

Οι πνευμονικές κυψελίδες βρίσκονται σε επαφή με τα τριχοειδή αγγεία που τις περιβάλλουν. Τα τοιχώματα των πνευμονικών κυψελίδων αποτελούνται από μία μόνο στιβάδα επιθηλιακών κυττάρων. Το ίδιο συμβαίνει και με τα τοιχώματα των τριχοειδών αγγείων. Δια μέσου αυτών των δύο στιβάδων γίνεται η διάχυση του Ο2 από την πνευμονική κυψελίδα προς το εσωτερικό του τριχοειδούς αγγείου, και του CΟ2 αντίστροφα. Η διάχυση των αναπνευστικών αερίων επιτυγχάνεται λόγω των διαφορών

 

 

συγκέντρωση του είναι χαμηλότερη. Στη συνέχεια, πάλι με διάχυση, εισέρχεται στα κύτταρα, όπου πρόκειται να χρησιμοποιηθεί κατά την κυτταρική αναπνοή για την παραγωγή ενέργειας με τη μορφή ΑΤΡ:

C6H12Ο6 + 6Ο2 6CΟ2 + 6Η2Ο + 36ΑΤΡ

To CΟ2 που σχηματίζεται διαχέεται διαδοχικά στο μεσοκυττάριο χώρο, και από εκεί στο εσωτερικό των τριχοειδών αγγείων, και τέλος στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Εκεί ένα μικρό ποσοστό του ενώνεται με την αιμοσφαιρίνη (HbCΟ2), το μεγαλύτερο όμως ποσοστό (80%), αντιδρά με το Η2Ο, σχηματίζοντας H2CΟ3. Το H2CΟ3 στη συνέχεια διίσταται σε κατιόντα υδρογόνου Η+ και όξινα ανθρακικά ανιόντα (HCΟ3-), τα οποία, επειδή είναι ευδιάλυτα, μεταφέρονται στους πνεύμονες διαλυμένα στο πλάσμα, εκεί γίνεται η αποβολή τους με την μορφή CΟ2.