ÓBECSEI GIMNÁZIUM

Biológia

A LÉGZÉS

LÉGCSERE, GÁZCSERE

A sejtek közvetlen környezetével, a szövetnedvvel a nagyvérköri kapillárisok állnak kapcsolatban. A belső légzés során a hajszálerek falán keresztül a vérből oxigén jut a szövetnedvbe, illetve szén-dioxid a szövetnedvből a vérbe. Az oxigénben szegény, szén-dioxidban dús vér a nagyvérköri vénákba, majd a szíven keresztül a tüdőbe áramlik. A külső légzés során a tüdő-léghólyagocskák levegőjéből a kisvérköri kapillárisok vérébe oxigén áramlik, a felesleges szén-dioxid pedig a léghólyagocskákba jut. A léghólyagocskák levegőjének felfrissülését a légcsere biztosítja, melynek két részfolyamata a belégzés és a kilégzés. A be- és kilégzés nyomáskülönbségen alapuló levegőáramlás a tüdő és a külvilág között. A külső és a belső légzés pedig gázcsere, melynek során a szén-dioxid, illetve az oxigén diffúzióval áramlik a nagyobb koncentrációjú hely felől a kisebb koncentrációjú hely felé. A diffúzió irányát a koncentrációkülönbség határozza meg.

A LÉGZŐ SZERVRENDSZER

Az ember légző szervrendszerében felső és alsó légutakat különböztetünk meg. A felső légutakhoz tartozik az orrüreg és a garat. Az alsó légutak részei a gége, a légcső és a tüdő, benne a gazdagon elágazó hörgőrendszerrel és a szőlőfürtszerűen elhelyezkedő léghólyagocskákkal (1. ábra). Az orrüreg, valamint a légcső és a hörgőrendszer nyálkahártyájában csillós hámszövet és nagyszámú nyálkatermelő mirigy található. A mirigyek váladéka egyrészt védi a légutakat a kiszáradástól, másrészt a nyálkában megtapadnak a levegővel beszívott porszemek, szilárd szennyeződések. Ezeket a hámsejtek csillói a garat felé sodorják, ezzel tisztítják a légutakat.

A FELSŐ LÉGUTAK

Az orrüreg szűri a belélegzett levegőt, szőrszálain fennakadnak a nagyobb méretű szilárd szennyeződések. Nyálkahártyája vízgőzzel telíti a beáramló levegőt, valamint dús érhálózata révén felmelegíti azt a testéhez közeli hőmérsékletre. Mindezek mellett az orrüreg fontos érzékszerv is, hiszen felső harmadában található a szaglóhám. Az orrüregből a levegő a garatba jut. A felső légutak területén számos nyirokszerv, mandula található, amelyek a kórokozók ellen védik a szervezetet. 

AZ ALSÓ LÉGUTAK

A gége vázát porcok alkotják, bemenetét nyeléskor a gégefedő zárja le, így a falat nem juthat a légcsőbe. A légcső falát C alakú porcok merevítik, aminek köszönhetően ez a szerv rugalmas, hajlékony, nem nyomódik össze. A légcső lefelé két főhörgőre ágazik, ezek vezetnek a két tüdőfélbe. A tüdőben a főhörgők gazdagon elágaznak hörgőkre, majd egészen vékony hörgőcskékre, amelyek a léghólyagocskák fürtjeiben végződnek (4. ábra). A léghólyagocskák falát vékony egyrétegű laphám béleli, amelyet kívülről gazdagon behálóznak a kis vérkör hajszálerei. A léghólyagocskák területén történik a külső légzés, azaz a gázcsere a léghólya­gok levegőtartalma és a hajszálerekben áramló vér között. 

GÁZCSERE A TÜDŐBEN

A kis vérköri kapillárisokban áramló vérben a szén-dioxid koncentrációja magasabb, az oxigén koncentrációja viszont alacsonyabb, mint a léghólyagocskák levegőjében. A légzési gázok diffúzióval áramlanak a léghólyagok és a hajszálerek falán keresztül: a szén-dioxid a vérből a levegőbe, az oxigén pedig a levegőből a vérbe kerül (5. ábra). A diffúzió során csökken a légzési gázok koncentrációjának különbsége a léghólyagocskák levegője és a kis vérköri kapillárisokban áramló vér között. 

A LÉGCSERE

6. A tüdő és a mellhártyák

A tüdő a mellkas és alulról a rekeszizom által határolt mellüregben helyezkedik el (6. ábra). A két tüdőfél felszínét kétrétegű mellhártya borítja. A mellhártyák külső lemeze a mellkas falával és a rekeszizommal, belső lemeze a tüdő falával nőtt össze. A mellhártya két lemeze között vékony folyadékréteg található, aminek köszönhetően a tüdő a mellkas falához feszül, és passzívan kö­veti a mellüreg térfogatának változásait. A mellüreg térfogatának változását a légzőizmok: a bordaközi izmok és a rekeszizom összehúzódása és elernyedése eredményezi. 

7. A belégzés és a kilégzés folyamata

Belégzéskor a külső bordaközi izmok összehúzódnak, felemelik a bordákat, a mellkas tágul. Ezzel egy időben a rekeszizom összehúzódik, ellaposodik, lefelé húzza a tüdőt (7. ábra). A tüdő kitágul, csökken benne a légnyomás, a külvilágból beáramlik a levegő a légutakba. A nyugodt kilégzés passzív folyamat, nem igényel aktív izommozgást. A légzőizmok elernyednek, emiatt a bordák lesüllyednek, a rekeszizom bedomborodik a mellüregbe. A mellüreg térfogata csökken, a tüdőben nő a nyomás, így levegőtartalmának egy része kiáramlik a külvilágba.

A LÉGZÉSFUNKCIÓK VIZSGÁLATA

A légzésfunkciók vizsgálatakor a légzőszervek teljesítőképességét határozzák meg. Nyugalomban percenként átlagosan 14-16-szor veszünk levegőt, és egy lélegzetvétellel átlagosan 0,5 liter levegő cserélődik ki a tüdő és a külvilág között. A légzési perctérfogat értéke nyugodt légzés során tehát mintegy 7-8 liter. 

Erőltetett belégzéskor a légzőizmok maximális összehúzódása a nyugodt légzéshez képest még átlagosan további 2,5 liter levegő felvételét teszi lehetővé. Ez a belégzési tartalék. Erőltetett kilégzés során a belső bordaközi izmok összehúzódása még inkább lefelé mozdítja a bordákat, ezáltal a mellkas gyorsabban és erőteljesebben szűkül. A megnövekedett nyomás miatt a nyugodt légzéshez képest átlagosan 1 literrel nagyobb térfogatú levegő áramlik ki a tüdőből. Ez a kilégzési tartalék. A légzőszervek maximális teljesítőképességét az erőltetett belégzést követően az erőltetett kilégzéssel kifújt levegő térfogata, a vitálkapacitás jellemzi (8–9. ábra). Átlagos értéke fia­tal emberekben 4 liter körüli érték. A vitálkapacitás a testmagassággal arányos, így nőknél általában kisebb, mint férfiaknál. A rendszeres testmozgás, a sportolás mindkét nemben jelentősen növelheti a vitálkapacitást. A sportolók edzettségi állapotát a vitálkapacitás meghatározásával is jellemzik.