TEST – układ oddechowy

Komentarz:

a) Tchawica, podobnie jak krtań i oskrzela to odcinek dolnych dróg oddechowych.
b) Węgorek jelitowy rozmnaża się w jelicie cienkim człowieka, a zatem jest on żywicielem ostatecznym, a nie pośrednim.
c) Płuca ssaków (w tym człowieka) mają budowę pęcherzykową, z kolei płuca workowate posiadają płazy.
d) Dyfuzja gazów oddechowych odbywa się na zasadzie „z więcej do mniej”. Ciśnienie parcjalne tlenu jest wyższe w pęcherzykach płucnych niż we krwi naczyń, która je otacza, żeby tlen mógł przejść z pęcherzyków do krwi – stanie się wówczas utlenowana.

Komentarz: surfaktant służy temu, by pęcherzyki płucne nie zlepiały się ze sobą i się nie zapadały. W przypadku jego niedoboru może dojść do takiej sytuacji, przez co zostałaby zmniejszona powierzchnia wymiany gazowej, a tym samym spadłaby efektywność wymiany gazowej. To z kolei skutkuje niedotlenieniem.

Komentarz: 

Funkcją erytrocytów jest transport tlenu do tkanek i narządów. Dzięki dwuwklęsłemu kształtowi zostaje zwiększona powierzchnia, do której przyłącza się tlen, przez co może się go przyłączyć więcej. Z kolei to skutkuje większą efektywnością wymiany gazowej.

Komentarz: foka, nurkując szuka pożywienia, więc dobrym rozwiązaniem byłoby, gdyby nurkowanie trwało jak najdłużej. Jednak foka jako ssak nie potrafi oddychać pod wodą i musi się wynurzać. Żeby jednak nurkowanie trwało dłużej, akcja serca foki zwalnia, gdyż narząd ten ma wysokie zapotrzebowanie na tlen. Serce zwalniając, zwiększa dostępność tlenu dla innych narządów, co powoduje, że zostają one dotlenione i nurkowanie może trwać dłużej.

Komentarz: sowy to ptaki, a zatem posiadają one płuca rurkowate, które otaczają worki powietrzne. Ptaki stosują mechanizm podwójnego oddychania: podczas wdechu worki powietrzne tylne i płuca wypełniają się wchodzącym przez tchawicę i oskrzela powietrzem bogatym w tlen. Powietrze przepływa przez płuca, a następnie wypełnia worki powietrzne przednie. W tym czasie droga łącząca oskrzela z workami powietrznymi przednimi jest zamknięta, worki powietrzne tylne i przednie są rozciągnięte. Na tym etapie worki powietrzne tylne wypełnione są powietrzem bogatym w tlen, które jeszcze nie dotarło do płuc. Worki powietrzne przednie zawierają powietrze po wymianie gazowej, bogate w dwutlenek węgla. Mechanizm podwójnego oddychania umożliwia ptakom utrzymanie wysokiego tempa przemian metabolicznych i stałocieplności.

Komentarz: nabłonek migawkowy posiada rzęski i wyściela jamę nosową, tchawicę czy oskrzela. Rzęski umożliwiają przesuwanie się śluzu do górnych dróg oddechowych, do którego przykleiły się zanieczyszczenia i czynniki chorobotwórcze. U nałogowych palaczy nabłonek ten nie posiada prawie wcale rzęsek, stąd śluz nie może być przesuwany, a zanieczyszczenia i czynniki chorobotwórcze usuwane z organizmu. Z kolei to skutkuje większą podatnością na różne infekcje, w tym wirusowe.

Komentarz:

1. Płuca workowate są mniej pofałdowane, stąd jest mniejsza powierzchnia do wymiany gazowej, więc proces ten jest mało efektywny. Z kolei płuca zbudowane z pęcherzyków płucnych są bardzo pofałdowane, co tym samym zapewnia dużą powierzchnię wymiany gazowej i proces ten zachodzi z większą efektywnością.
2. Makrofagi są zdolne do fagocytozy, czyli do pochłaniania patogenów, fragmentów martwych komórek oraz drobnych cząsteczek.
3. Płazy nie posiadają klatki piersiowej, więc wentylacja płuc zachodzi dzięki ruchom dna jamy gębowej. Wentylacja płuc gadów zachodzi dzięki pracy mięśni międzyżebrowych.

Komentarz: czad to gaz, który łączy się trwale z hemoglobiną, blokując tym samym dostęp tlenu do tego białka. Skutkuje to zaburzeniami w transporcie tlenu do komórek, przez co te stają się niedotlenione i dochodzi do ich martwicy.

Komentarz: czad łączy się trwale z hemoglobiną, blokując tym samym dostęp tlenu do niej. Jeśli osoba zatruta czadem będzie wykonywać aktywność fizyczną to jej serce będzie bić szybciej oraz będzie brała więcej oddechów, przez co większa ilość czadu dostaje się do krwi i łączy z hemoglobiną. Im więcej czadu we krwi, tym mniej połączonego tlenu z hemoglobiną, co skutkuje niedotlenieniem komórek i ich martwicą, a ostatecznie śmiercią organizmu.

Komentarz: 

1. Bakterie jadu kiełbasianego produkują toksynę botulinową, która powoduje zwiotczenie mięśni – w tym mięśni międzyżebrowych i przepony, które biorą udział w wentylacji płuc, stąd jej mechanizm może zostać zaburzony.
2. Przepona należy do mięśni poprzecznie prążkowanych szkieletowych.
3. Podczas wydechu rozkurcz mięśni oddechowych prowadzi do zmniejszenia objętości klatki piersiowej.

Komentarz: układ przywspółczulny działa hamująco – po ustąpieniu bodźca stresowego umożliwia przejście organizmu do poziomu wyjściowego, przed pojawieniem się bodźca. Stąd też zwężają się drogi oddechowe, a zostaje pobudzona perystaltyka jelit. Zwalnia również akcja serca, a wątroba wchłania glukozę z krwi i wydziela żółć.

Komentarz:

a) Glikogenogeneza to synteza glikogenu z glukozy, zachodzi podczas spoczynku mięśni oraz po spożyciu posiłku, gdy człowiek odczuwa sytość.
b) Glikogenoliza polega na rozkładzie glikogenu do glukozy, która jest substratem do oddychania tlenowego. Zachodzi podczas intensywnego wysiłku, a także podczas odczuwania głodu.
c) Glukoneogeneza to proces, w którym glukoza powstaje z innego związku niż cukier np. z tłuszczu czy aminokwasów. Zachodzi w wątrobie i nerkach w sytuacji, gdy wyczerpały się zapasy cukrów w organizmie.
d) Glikoliza to pierwszy etap oddychania komórkowego, polega na przekształceniu glukozy do pirogronianu.

Komentarz: dwutlenek węgla to tlenek kwasowy, więc obniża on pH osocza krwi po dostaniu się do niego z tkanek. To obniża powinowactwo hemoglobiny do tlenu, a tym samym umożliwia oddanie tkankom tlenu, którego potrzebują. Z kolei gdy dwutlenek węgla wędruje z osocza krwi do pęcherzyków płucnych, jego nieobecność powoduje wzrost pH osocza krwi, dzięki czemu wzrasta też powinowactwo hemoglobiny do tlenu. Tym sposobem może ona pobierać tlen z pęcherzyków płucnych (może zostać natlenowana).

Komentarz: jeśli transport gazów oddechowych odbywa się na zasadzie „z więcej do mniej” to jeśli erytrocyty transportują tlen do komórek, wewnątrz nich musi być niskie stężenie (ciśnienie parcjalne) tego gazu w przeciwieństwie do osocza krwi. Dzięki temu tlen może przejść z krwi do komórek. Odwrotnie jest z dwutlenkiem węgla – jeśli jest go więcej w komórkach, a mniej w osoczu krwi, to może on dyfundować z komórek do krwi, dzięki czemu zostanie usunięty podczas wydechu. Gaz ten może być rozpuszczony w osoczu, ale także łączyć się nietrwale z hemoglobiną, tworząc karbaminohemoglobinę lub być transportowany w postaci jonów wodorowęglanowych. Z kolei karboksyhemoglobina to trwałe połączenie hemoglobiny z tlenkiem węgla II (czadem).

Komentarz: erytropoeza, czyli proces tworzenia nowych erytrocytów pozwala na przenoszenie więcej tlenu do komórek, które go potrzebują. Serce zaczyna bić szybciej, by zwiększyć przepływ krwi, a tym samym szybciej dostarczyć tlen do tkanek. Zachodzi także synteza hemoglobiny, by zwiększać zdolność krwi do transportu tlenu.

Komentarz:

1. Krew nie zostaje utleniona w płucach, lecz utlenowana/natlenowana. Gdyby była utleniona, to żelazo budujące hemoglobinę utleniłoby się z II stopnia na III stopień, co skutkowało by powstaniem białka niezdolnego do wiązania tlenu.
2. Ssaki posiadają lewy łuk aorty, a ptaki prawy.
3. W trakcie wydechu przepona się unosi i wypukla.

Komentarz: 

1. Na dużych wysokościach np. na szlakach górskich ciśnienie parcjalne tlenu jest niskie, stąd stymulowany jest proces angiogenezy przez czynnik VEGF, by było więcej naczyń krwionośnych, dzięki czemu zostaje usprawniony transport tlenu do komórek.
2. Przed treningiem mięśnie są w stanie spoczynku, stąd nie potrzebują dużych ilości ATP do pracy, a w związku z tym dużych ilości tlenu, który byłby dostarczany przez nowo powstałe naczynia krwionośne w warunkach niedotlenienia komórek.
3. Uszkodzenie tkanki prowadzi do angiogenezy stymulowanej przez VEGF. Tworzenie nowych naczyń krwionośnych jest istotne dla dostarczania składników odżywczych do uszkodzonych obszarów w celu ich regeneracji.

Komentarz: karnityna uczestniczy w transporcie kwasów tłuszczowych do mitochondriów, gdzie zachodzi ich utlenianie do acetylo-CoA. Związek ten jest włączany do cyklu Krebsa, czyli do trzeciego etapu oddychania tlenowego. Jeśli stężenie acetylo-CoA będzie wyższe to efektywniej będzie zachodził cykl Krebsa, a później łańcuch oddechowy – dwa ostatnie etapy oddychania tlenowego.

Komentarz: u owadów tlen jest transportowany bezpośrednio do komórek za pomocą rozgałęzionych tchawek, przez co nie posiadają one barwników oddechowych – są zwyczajnie niepotrzebne. W związku z tym po wniknięciu czadu do organizmu owada, gaz nie połączy się z barwnikiem oddechowym, co zablokowałoby dostęp tlenu do niego, a to skutkowałoby niedotlenieniem komórek i śmiercią.

Komentarz:

1. Ciśnienie parcjalne tlenu we krwi ryby jest niższe niż ciśnienie parcjalne tlenu w wodzie – dzięki temu tlen z wody może dyfundować do krwi ryby na zasadzie „z więcej do mniej”.
2. Silnie ukrwiona i naga skóra płazów sprawia, że dyfuzja gazów oddechowych zostaje usprawniona, a tym samym efektywniejsza jest wymiana gazowa.
3. Łuski ryb to wytwór skóry właściwej.