Respiratorisk system komponenter: Strukaturer, pigmenter, enzymer & kontrol

Respiratoriske materialer omfatter de anatomiske strukturer, molekylære maskineri og reguleringssystemer, der muliggør gasudveksling og cellulær respiration på tværs af organismer.

1. Respiratoriske overflader (Gasudveksling)

• Pattedyr: Alveoler (type I pneumocytter) – tynde, stort overfladeareal (~70 m²), tæt kapillær-netværk, surfactant.
• Fisk: Gieller – countercurrent-udveksling, filamenter/lameller.
• Insekter: Trakeer – luftfyldte rør der leverer O₂ direkte til vævner.
• Amfibier: Hud (kutant), lunger, bukkal hule.
• Planter: Stomata, lenticeller.

Universelle træk: Tynd (<1 µm), fugtig, højt vaskulariseret/perfundere.

2. Respiratoriske pigmenter (O₂-transport)

• Hæmoglobin (Hb): Tetramer (α₂β₂), heme-Fe²⁺ binder 4 O₂. Kooperativ binding (sigmoid kurve). Pattedyr, nogle evertebrater.
• Myoglobin: Monomer, højere O₂-affinitet. Muskel O₂-reserve.
• Hæmocyanin: Cu²⁺-baseret, blå når oxygeneret. Bløddyr, leddyr.
• Hæmerythrin, Chlorocruorin: Andre evertebrat-pigmenter.

3. Respiratoriske enzymer (Cellulær respiration)

• Glykolyse: Hexokinase, PFK-1, pyruvat-kinase.
• Pyruvat-dehydrogenase-kompleks: Binder glykolyse → TCA.
• TCA-cyklus: Citrat-synthase, isocitrat-dehydrogenase, α-KGDH, malat-dehydrogenase.
• ETC / Oxidativ fosforylering: Kompleks I–IV (cytochrom c-oxidase = Kompleks IV), ATP-synthase (Kompleks V).
• Laktat-dehydrogenase (LDH): Anaerob pyruvat → laktat (NAD⁺-genoprettelse).

4. Respiratoriske muskler (Ventilation)

• Primære: Horizontalmembran (75% tidalvolumen), eksterne intercostaler.
• Tilbehør (inspiration): Scalenus, SCM, pectoralis minor, serratus anterior.
• Udånding (tvunget): Interne intercostaler, abdominals (rectus, obliques, transversus).

5. Luftveje (Konduktive + Respiratoriske zoner)

Næse → farynx → larynx → trachea → bronkier → bronkioler → terminale bronkioler (slut konduktive) → respiratoriske bronkioler → alveolære gange → alveoler.

6. Respiratoriske kontrolcentre

• Medulla: Dorsal respiratorisk gruppe (inspiratorisk), ventral respiratorisk gruppe (ekspiratorisk/tvunget inspiration).
• Pons: Pneumotaktisk (begrænser inspiration), apneustisk (fremmer inspiration).
• Kemoreceptorer: Central (medulla, pH/CO₂), perifer (carotis/aortiske legemer, PO₂/pH/CO₂).

7. Respiratoriske modulatorer

• Stimulerende: Koffein (adenosin-antagonist), nikotin (nAChR), amfetaminer, progesteron, hypoxia.
• Dæmpende: Opioider (μ-receptor → ↓ CO₂-følsomhed), benzodiazepiner, alkohol, barbiturater, anæstetika.

Dette integrerede system opretholder aerobt liv fra molekyler til organisme.