Ugrás a tartalomhoz

Bevezetés az állattanba

dr. Csörgő Tibor, dr. Farkas János, Kis Viktor, dr. Molnár Kinga, dr. Sass Miklós, Szatmári Zsuzsanna, dr. Török Júlia Katalin (2012)

Eötvös Loránd Tudományegyetem

9. fejezet - A légzőkészülék (apparatus respiratorius) - (Cs.T., K.V., M.K., S.M., Sz.Zs., T.J.)

9. fejezet - A légzőkészülék (apparatus respiratorius) - (Cs.T., K.V., M.K., S.M., Sz.Zs., T.J.)

A táplálékból a tápcsatorna által kinyert tápanyagok a sejtekbe jutva kétféle sorsra juthatnak. Vagy felépítő folyamatok során a sejt (szervezet) saját makromolekuláiba épülnek be, vagy lebontó folyamatok során energia és hő termelésére használódnak. Mivel a földi életformák zöme az oxigéntartalmú légkörhöz alkalmazkodott, az utóbbi végső soron azt jelenti, hogy a tápanyagokat a sejtek elégetik: a glikolízis és a citrát kör folyamata során belőlük felszabadított hidrogén atomok elektronjait a terminális oxidáció elektron transzport láncán molekuláris oxigénre juttatják, azaz vízzé égetik el. A lebontás során felszabaduló energia egy részét képesek nagyenergiájú (ún. makroerg) kötésekbe építeni (ATP szintézis), a másik része azonban hő formájában mindenképpen felszabadul. (Ez utóbbi nem feltétlenül veszteség, ha a szervezet melegítésére hasznosul.)

Az ún. sejtlégzéshez az oxigént a légzés biztosítja. Az evolúció során kezdetben elegendő volt az az oxigén mennyiség, amely a kültakarón keresztül jutott be a szervezetbe: a külső gázcserét tehát a köztakaró biztosította. A hatékonyság fokozására később légzőszervek alakultak, amelyek arra specializálódtak, hogy a környező vízből vagy a légkörből oxigént vegyenek fel. Mivel ezt az oxigént csak diffúzióval juttathatjuk a szervezetbe, alapvető törekvés az, hogy ez a diffúziós út minél rövidebb, a gázcserét biztosító felszín pedig minél nagyobb legyen. A légzőszervekben a gázcsere (respiratio) lebonyolítására légzőhám rétegek alakultak ki, amelyeket viszonylag alacsony hámsejtek alkotnak. A gázok felszínükön történő megkötését és „szervezetbe oldódását” speciális összetételű nyálkaréteg segíti – ha a légző felszín kiszárad, a diffúzió elégtelenné válik vagy le is áll. A diffúzió előbb–utóbb kiegyenlíti a légzőhám két oldalán lévő tér közötti oxigén (és széndioxid) különbséget, ami a gázcsere leállásához vezet. Hogy ez ne következzen be, a hám mindkét oldalán gondoskodni kell az oxigén tartalmú közeg frissítéséről, cseréjéről. A légzőhám külvilág felé néző felszínén ezt a légző mechanizmusok (víz- vagy légcsere, ventillatio), a szervezet felöli oldalon pedig (a fejlettebb állatoknál) a keringési rendszer biztosítja. A testfolyadékban az oxigén szállítódhat oldott állapotban, vagy ún. légzőpigmenthez[26] kötve.

Összefoglalásként egy fontos vezérfonalat adunk e szervek tanulmányozásához, felépítésük és működésük megértéséhez. Egy légzőszerv esetében három alapvető kérdést minden esetben tisztázni kell: az első az, hogy hol van a légzőhám, a második az, hogy hogyan zajlik körülötte a víz- vagy a gázcsere, a harmadik pedig az, hogy a légzési gázok szállításában részt vesz-e a keringési rendszer, s ha igen, hogyan.

A légzőszervek nagy felületet képviselnek, így a gázcserén kívül részt vehetnek bizonyos anyagcsere végtermékek leadásában, ionok transzportjában és – a tüdők – a hőleadásban is.

Az ősszájú állatokbana légzőhámok a külső csíralemez származékai, a légzőszervek annak ki- vagy betüremkedéseként fejlődnek. Az újszájú állatokban a légzőhámok ezzel ellentétben belső csíralemezeredetűek, s a légzőszervek a garat származékai.

9.1. Ahol a gázcsere lebonyolítása még a köztakaró feladata

A csalánozóknál (Cnidaria), laposférgeknél (Platyhelminthes) és a fonálférgeknél (Nematoda) a gázcsere biztosítására nem alakultak ki légzőszervek. Ezek az állatok a testfelszínükön veszik fel az életműködéseikhez szükséges oxigént, mert vagy vizes közegben élnek, ahol elegendő mennyiségű oldott oxigén áll a rendelkezésükre (csalánozók, örvényférgek), vagy életmódjuk miatt oxigénszegény környezethez alkalmazkodtak (belső élősködők: galandférgek, mételyek, fonálférgek). Mivel ezen állatoknak keringési rendszerük sincsen, a diffúzióval felvett oxigén a szervezetben is diffúzióval terjed.



[26] A légzőpigmentek légzési gázt szállító, fémiont tartalmazó, valamilyen színnel rendelkező proteinek.