Zrobiłem już sporo filmików o oddychaniu komórkowym.
Myślę, że nawet zanim je obejrzeliście, wiedzieliście,
że potrzebujemy tlenu, a uwalniamy dwutlenek węgla.
Jeśli oglądaliście filmiki o oddychaniu komórkowym,
to wiecie, że potrzebujemy tlenu, żeby zmetabolizować pokarm,
czyli żeby zamienić go w ATP, które umożliwia
funkcjonowanie komórek, a tym samym wszystko, co robimy
-- poruszanie się, wymianę oddechową, myślenie,
wszystko, co musimy robić.
Podczas oddychania komórkowego rozkładamy
cukry i uwalniamy dwutlenek węgla.
W tym filmiku chciałbym się sporo cofnąć
i zastanowić, w jaki sposób pobieramy tlen
i w jaki sposób wyrzucamy go z powrotem do atmosfery.
Czyli w jaki sposób dokonujemy wymiany oddechowej.
W jaki sposób pobieramy tlen i jak wyrzucamy
dwutlenek węgla?
Pewnie każdy z Was mógłby rozpocząć ten filmik,
bo zaczyna się on w nosie lub ustach.
Ja mam zwykle zatkane zatoki,
więc muszę często oddychać ustami.
Śpię też z otwartymi ustami.
Początkiem układu oddechowego są jama nosowa i jama ustna.
Narysuję kogoś z nosem i ustami.
To jest nasz bohater.
Może jego usta są otwarte, tak, żeby mógł nimi zaczerpnąć powietrza.
Oczy nie są w tym momencie istotne, ale je dorysuję,
żeby było widać, że to człowiek.
To jest mój przykładowy człowiek, którego
wykorzystam do dalszego rysowania.
To jego ucho.
Może ma jeszcze -- dorysuje mu trochę włosów.
Te szczegóły nie są istotne, ale nasz człowiek jest gotowy.
Na przykładzie tego faceta zobaczymy, jak wdychamy powietrze,
jak nasze ciało je pobiera.
Zajrzyjmy do środka naszego modelu.
Ale najpierw narysuję go z zewnątrz.
Zobaczymy, jak mi to pójdzie.
To widok z zewnątrz.
Ale to nie wygląda najlepiej.
Ten facet wygląda jakoś tak i ma --
-- to są jego ramiona.
To nasz model.
W porządku.
Usta prowadzą do jamy ustnej, która jest po prostu
przestrzenią ograniczoną ustami i policzkami.
To jest jama ustna.
Mógłbym narysować język i parę innych rzeczy, może to zrobię.
Narysuję język.
Przestrzeń ograniczona ustami i policzkami to
jama ustna.
Ustna, bo zamykają ją usta, a jama oznacza zamkniętą przestrzeń, jak "smocza jama".
Mamy też nozdrza, które prowadzą do
jamy nosowej.
To kolejna zamknięta przestrzeń wewnątrz naszego ciała.
Tylne części jamy ustnej i jamy nosowej
łączą się ze sobą.
Odcinek, na którym obie jamy się łączą
to gardło.
Kiedy powietrze pobierane jest przez nos -- mówi się,
że to jest zdrowsze, pewnie dlatego,
że jest oczyszczane przez włoski w nosie, ogrzewane
i nawilżane, ale można nabierać powietrze ustami.
Powietrze przechodzi przez jamę nosową
lub jamę ustną i przechodzi przez gardło, które
dzieli się na dwa przewody.
Jednym z nich wędruje powietrze,
a drugim jedzenie.
Gardło jest jednocześnie częścią układu pokarmowego i oddechowego.
Z tyłu mamy przełyk, o którym
opowiem w kolejnym filmiku.
Z tyłu jest przełyk, a z przodu --
narysuję to rozdzielenie.
Z przodu mamy -- połączę to jeszcze.
Rysowałem żółtym,
więc będę go dalej używał, a na zielono
zaznaczę powietrze.
Gardło jest podzielone w ten sposób.
Za przewodem, którym wędruje powietrze, mamy przełyk.
Napiszę to innym kolorem.
A tutaj mamy krtań.
Na razie nie będziemy się nią zajmować.
Przełyk to przewód, którym jedzenie wędruje do żołądka.
Początkiem układu pokarmowego jest również jama ustna.
A tu jedzenie ma z niej trafić --
-- ma przemieszczać się przełykiem.
Ale w tym filmiku skupiamy się na wymianie gazowej.
Co dzieje się z powietrzem?
Teraz opowiem, w jaki sposób powietrze przechodzi przez krtań.
Krtań jest także jednym z naszych narządem mowy.
Kiedy słyszycie mój głos, to w mojej krtani te małe elementy
właśnie się poruszają, wibrują z właściwą częstotliwością,
a ja mogę te dźwięki modyfikować przy pomocy
ust i mówić do Was.
Krtań jest więc także narządem mowy, ale nie będę
skupiał się teraz na tym.
Budowa krtani przypomina trochę pudełko,
krtań jest więc taką skrzynką, z której wydobywa się głos.
Kiedy powietrze opuszcza krtań --
przechodzi do tchawicy. Jest to po prostu
chrzęstna rura, którą wędruje powietrze.
A przełyk to rura, którą wędruje jedzenie.
Zapiszę to.
To jest tchawica.
Z tchawicy -- tchawica to dosyć
sztywna, ale sprężysta rura.
Usztywniają ją chrzęstne pierścienie, tworzące jej ściany.
To usztywnienie jest całkiem sensowne.
Wyobraźcie sobie wąż -- jeśli się będzie
bardzo wyginał, to nie przepłynie przez niego zbyt dużo
wody czy powietrza.
Tchawica nie powinna więc za bardzo się wyginać.
Musi być usztywniona i stąd ten chrzęstny szkielet.
Tchawica dzieli się na dwa przewody,
wiecie pewnie dokąd one prowadzą.
Nie będę rysował zbyt szczegółowo.
Chcę, żebyście mieli o tym pewne pojęcie. Te dwa przewody
to oskrzela. Każde z nich to jedno oskrzele.
Też mają chrzęstne usztywnienia.
Oskrzela dzielą się dalej,
na coraz mniejsze rurki, które od pewnego momentu
tracą chrzęstne usztywnienie.
Przestają być sztywne, ale
wciąż się dzielą.
Narysuję je jako drobne linie.
Te przewody stają się bardzo cienkie,
ale ciągle się dzielą.
Czyli pobrane powietrze musi się dzielić i rozchodzi się
różnymi drogami.
Kiedy oskrzela nie mają już chrzęstnego wzmocnienia,
sztywność.
Pierwsze z przewodów bez usztywnienia -- a właściwe także
wszystkie pozostałe nieusztywnione przewody to oskrzeliki.
To są oskrzeliki.
Na przykład to jest oskrzelik.
To nic nowego.
Po prostu przewód, rura staje się coraz cieńsza.
Różne odcinki tych przewodów mają różne nazwy,
ale generalnie chodzi o to, że powietrze dostaje się przez jamę gębową
lub nosową, a odchodzący od nich przewód dzieli się
na dwa kolejne, które prowadzą
do dwóch płuc.
Zaraz narysuję płuca tego faceta.
Oskrzela przechodzą w płuca --
oskrzeliki są już elementami płuc.
Oskrzeliki wreszcie się kończą.
I to dopiero jest ciekawe.
Dzielą się na coraz mniejsze i cieńsze,
aż wreszcie kończą się małymi pęcherzykami z powietrzem.
Na końcu najcieńszych oskrzelików znajdują się
małe -- bardzo małe -- woreczki czy pęcherzyki z powietrzem.
Za chwilę o nich opowiem.
Te woreczki to pęcherzyki płucne.
Użyłem do tej pory sporo fachowych słów,
ale ogólna zasada jest prosta.
Powietrze dostaje się do przewodu,
który dzieli się i staje coraz cieńszy, aż wreszcie
kończy się pęcherzykami płucnymi.
Pytacie pewnie -- ale jak ten przewód
dostarcza tlen mojemu ciału?
Kluczem jest tutaj wielkość pęcherzyków - są bardzo, bardzo małe
i mają bardzo cienkie ścianki zbudowane
z jednej warstwy komórek nabłonka.
Zrobię zbliżenie.
Jeżeli powiększymy jeden z pęcherzyków --a są one
na prawdę bardzo małe.
Narysowałem je dosyć duże, ale każdy pęcherzyk --
narysuję jeszcze większe.
Narysuję te pęcherzyki.
Mamy tu pęcherzyki płucne.
A to jest oskrzelik, który
uchodzi do pęcherzyka.
Obok kolejny oskrzelik uchodzi do innego pęcherzyka płucnego.
Do innej grupy pęcherzyków płucnych.
Każdy z nich ma 200-300 mikrometrów średnicy.
Czyli ta odległość -- zmienię kolor --
ta odległość to 200-300 mikrometrów.
Gdybyście nie wiedzieli ile to mikrometr,
to jest to jedna milionowa metra, czyli jedna
tysięczna milimetra.
Czyli to 200 tysięcznych milimetra (0,2 mm).
Możecie też uznać -- i to będzie proste do wyobrażenia --
że to jedna piąta milimetra.
Gdybym narysował to na tablicy -- jeżeli oglądacie to
na pełnym ekranie -- to milimetr to mniej więcej tyle.
Może trochę więcej.
Może tyle.
A teraz wyobraźcie sobie jedną piątą tego odcinka.
Tyle wynosi średnica pęcherzyków płucnych.
Żeby to jakoś odnieść do innych komórek,
to przeciętna ludzka komórka ma około
10 mikrometrów.
Czyli średnica pęcherzyka to 20-30 przeciętnych komórek
ułożonych jedna za drugą.
Pęcherzyki mają bardzo cienkie ścianki.
Możecie wyobrazić je sobie jako baloniki - ścianka balonu
jest bardzo cienka, zbudowana z jednej warstwy komórek.
I te baloniki są połączone z przepływem krwi.
Elementy układu krążenia przechodzą tuż obok
pęcherzyków płucnych.
Naczynia prowadzą z serca do płuc odtlenowaną krew,
która ma zostać utlenowana.
Generalnie, naczynia niosące krew odtlenowaną --
przedstawię to szczegółowo w filmikach
o sercu i układzie krążenia -- naczynia
niosące krew odtlenowaną są
trochę ciemniejsze.
Są trochę fioletowe.
Narysuję je na niebiesko.
To są naczynia prowadzące krew z serca.
Ta krew nie zawiera tlenu, jest całkiem odtlenowana
albo zawiera go bardzo mało.
Naczynia prowadzące krew z serca to tętnice.
Zapiszę to.
Powtórzę to jeszcze, gdy będę mówił o sercu.
Tętnice to naczynia prowadzące krew z serca.
Pewnie słyszeliście o tętnicach.
Naczynia, które prowadzą krew do serca to żyły.
Ważne, żebyście to zapamiętali, bo później
przekonacie się, że tętnice nie zawsze niosą
krew odtlenowaną ani nie zawsze krew natlenowaną,
podobnie jest z żyłami.
Opowiem o tym szczegółowo, przy omawianiu
budowy serca i układy krążenia, a teraz pamiętajcie,
że tętnice wychodzą z serca,
a żyły prowadzą do serca.
Mamy więc tutaj tętnice prowadzące z serca do płuc,
do pęcherzyków płucnych, ponieważ krew w tych tętnicach
musi zostać natlenowana.
A co się dzieje, kiedy powietrze przechodzi przez
oskrzeliki i dociera do pęcherzyków,
które wypełnia -- kiedy pęcherzyki się wypełniają,
cząsteczki tlenu przechodzą przez
ich cienkie ścianki i zostają
wchłonięte przez krew.
Opowiem o tym znacznie więcej, kiedy będziemy
mówić o hemoglobinie i erytrocytach, a teraz musicie sobie zdawać
sprawę, że wokół pęcherzyków jest wiele naczyń włosowatych.
Naczynia włosowate (kapilarne) to bardzo cienkie naczynia krwionośne,
przez ścianki których może przechodzić powietrze --
a konkretnie cząsteczki tlenu i dwutlenku węgla.
Pęcherzyki otacza rozbudowana sieć naczyń włosowatych,
a to umożliwia wymianę gazów.
Tlen może dostać się do krwi, a kiedy się tam dostanie --
to naczynie prowadzące krew z serca,
to po prosty rurka.
Kiedy krew wysyci się już tlenem, to rurka poprowadzi
ją z powrotem do serca.
To jest ten moment, w którym naczynie, ta rurka,
element układu krążenia, przestaje być tętnicą,
która prowadzi krew z serca, i staje się żyłą,
która prowadzi krew z powrotem do serca.
Te tętnice i żyły mają swoje określenie.
To tętnice płucne i żyły płucne.
Krew z serca do płuc płynie
tętnicami płucnymi.
A z płuc z powrotem do serca - żyłami płucnymi.
Po angielsku określenia związane z płucami będą opisywane przymiotnikiem "pulmonary".
Przedrostek "pulmo" pochodzi z łaciny
i oznacza po prostu płuca. Czyli "pulmonary artery" to tętnica płucna,
a "pulmonary vein" to żyła płucna.
Po polsku odpowiada mu przymiotnik "płucny".
Za każdym razem, kiedy mówimy o czymś "płucnym",
mówimy o płucach lub czymś, co jest związane
z wymianą gazową.
Warto o tym pamiętać.
Zawierające tlen powietrze dostaje się
do jamy ustnej lub nosowej, stamtąd do gardła
i mogłoby właściwie napełnić nam żołądek.
Nadmuchać go, jak balon, ale
w ten sposób nie dostarczylibyśmy tlenu do krwi.
Powietrze przejdzie więc przez gardło do krtani, stamtąd
do tchawicy, przez oskrzela do oskrzelików
kończących się pęcherzykami płucnymi, z których
tlen może zostać wchłonięty do krwi w naczyniach włosowatych,
które z tętnic stają się żyłami, niosącymi utlenowaną krew do serca.
Czerwone krwinki (erytrocyty) stają się czerwone dopiero, gdy
hemoglobina przyłączy tlen i stanie się czerwona,
wtedy krew może wracać do serca.
Ale tu nie chodzi tylko o doprowadzenie tlenu
do tętnic, o przyłączenie go do hemoglobiny.
Chodzi również o uwolnienie dwutlenku węgla.
Te niebieskie tętnice prowadzące krew z serca do płuc
muszą uwolnić dwutlenek węgla w pęcherzykach płucnych.
Dwutlenek węgla będziemy później wydychać.
Mamy więc wchłaniany tlen.
Inne gazy też dostają się do płuc, ale to tlen
jest wchłaniany z pęcherzyków do krwi w kapilarach.
W wydychanym powietrzu będzie się znajdował
dwutlenek węgla, który był we krwi, ale
pęcherzyków płucnych i musi zostać z nich wypchnięty.
Zaraz powiem, jak zostaje wypchnięty z płuc.
Zostaje wypchnięty -- kiedy powietrze jest wydychane
może poruszać moimi strunami głosowymi,
co pozwala mi mówić, ale na razie nie będę
wchodził w szczegóły.
Ostatnia sprawa, którą powinniśmy się zająć przy omawianiu
układu oddechowego, to to w jaki sposób powietrze dostaje się do środka
i jak jest potem wypychane.
Sposób w jaki to się dzieje przypomina --
możecie sobie wyobrazić, że to rodzaj pompy albo balonu --
mamy tu rozpięty duży płaski mięsień.
Wybiorę dobry kolor.
To moje płuca, a tu jest ten płaski mięsień.
Tuż poniżej płuc --
ten mięsień to przepona.
Kiedy jest w spoczynku, przepona ma kształt wypukłej ku górze
kopuły, więc płuca są ściśnięte.
Nie mają dużej objętości.
Ale kiedy nabieram powietrza, to przepona
kurczy się, a kiedy się kurczy,
to staje się krótsza i, co ważniejsze, opuszcza się,
co zwiększa objętość płuc.
Płuca mogą zwiększyć swoją pojemność.
To mniej więcej tak, jakby rozciągnąć balon,
zwiększyć objętość płuc.
A kiedy zwiększamy objętość czegoś --
płuca zwiększają swoją objętość, kiedy przepona
kurczy się i opuszcza, zwiększając miejsce dla płuc.
A kiedy objętość czegoś się zwiększa,
to ciśnienie wewnątrz spada.
Jeśli pamiętacie z fizyki, to
iloczyn ciśnienia i objętości jest stały.
Zapiszę to.
Kiedy wdychamy powietrze, to przepona kurczy się
pod wpływem sygnału z mózgu.
Przepona się kurczy.
Wokół płuc w klatce piersiowej powstaje więcej miejsca.
Płuca rozciągają się, żeby to miejsce wypełnić.
Ciśnienie wewnątrz płuc jest niższe niż na zewnątrz,
pojawia się więc podciśnienie.
Powietrze zawsze przepływa zgodnie z różnicą ciśnień,
od wysokiego do niskiego, więc wypełnia nam płuca.
W powietrzu powinien być tlen, który dostanie się
do pęcherzyków płucnych, a z nich do
tętniczek włosowatych, które staną się żyłkami włosowatymi,
gdy tlen przyłączy się do hemoglobiny.
Później opowiem o tym szczegółowo.
Kiedy przepona przestanie się kurczyć,
wraca do wysklepionej pozycji, znów ma kształt kopuły.
Kurczy się.
Tak jak gumka recepturka.
Ściska więc z powrotem płuca i wypycha
znajdujące się w nich powietrze, które ma mniej tlenu, a więcej
dwutlenku węgla niż powietrze atmosferyczne.
Kiedy patrzę na moje płuca -- chociaż dosłownie nie mogę tego zrobić
-- nie wydają się bardzo duże.
W jaki sposób pobieram więc wystarczającą ilość tlenu?
Jest to możliwe dzięki rozgałęzianiu się oskrzelików i dużej ilości drobnych pęcherzyków.
Dzięki temu sumaryczna powierzchnia płuc jest znacznie większa
niż byście się spodziewali -- albo niż ja mógłbym
sobie wyobrazić, gdyby mi ktoś nie powiedział.
Okazuje się -- sprawdziłem to -- że sumaryczna powierzchnia
pęcherzyków płucnych -- czyli cała powierzchnia,
przez któą tlen może być wchłaniany, a dwutlenek węgla
uwalniany z krwi -- ta powierzchnia to
75 metrów kwadratowych.
Metrów kwadratowych.
Jeśli się nad tym zastanowić -- wyobraźcie sobie
kawałek materiału albo pole.
Będzie miało prawie 9 na 9 metrów.
Czyli 27 na 27 stóp.
Ludzie mają podwórka tej wielkości.
Taką powierzchnię mają Wasze płuca.
Ta powierzchnia jest spakowana.
Upakowana w płuca, które z zewnątrz wyglądają
na całkiem małe.
A dzięki temu mamy wystarczającą powierzchnię, przez którą
przechodzi wystarczająca ilość powietrza, wystarczająco dużo tlenu
przechodzi przez ścianki pęcherzyków do krwi i wystarczająco dużo
dwutlenku węgla przechodzi w przeciwnym kierunku.
A żebyście mieli wyobrażenie, ile mamy pęcherzyków płucnych --
mówiłem już, że są bardzo małe -- mamy ich po
300 milionów w każdym płucu.
W każdym płucu po 300 milionów pęcherzyków.
Mam nadzieję, że teraz już wiecie przynajmniej,
jak tlen dostaje się do krwi,
a dwutlenek węgla z niej wydostaje.
W następnym filmiku opowiem więcej o samym
układzie krążenia i o tym, jak tlen dociera z płuc
do innych części ciała i jak dwutlenek węgla
z różnych narządów trafia do płuc.