Mfumo wa upumuaji

Mfumo wa upumuaji (kwa Kiingereza respiratory system) ni jumla ya viungo vyote mwilini vinavyohusika na upumuo. Kazi yake ni kupeleka oksijeni ndani ya sehemu zote za mwili na kuondoa dioksidi kabonia nje.

Mfumo wa upumuaji wa binadamu na vetebrata wa nchi kavu
Binadamu pamoja na wanyama wa kundi la vetebrata wanaoishi kwenye nchi kavu na kupumua hewa wanachukua hatua tatu ya upumuaji:

Hatua ya kwanza katika kazi hii ni kuvuta hewa ndani ya mapafu.
Hatua ya pili ni kubadilishana kwa gesi kunakotokea katika mapafu wakati oksijeni ya hewa inaingia katika damu na kabonidayoksaidi inatolewa kutoka damu kuingia katika pumzi ya kutolewa.
Hatua ya tatu ni upumuaji wa ndani ya seli za mwili ambako oksijeni ya hewani inatumiwa.

Sehemu za mfumo wa upumuaji ni pamoja na
pua
koromeo (ing. pharynx)
bomba la pumzi (ing. trachea)
mapafu na hasa mabomba ya hewa makubwa (ing. bronchi) na madogo (ing. bronchioles) ndani yao
viputo ya mapafu (ing. alvioli)

Baada ya kupitia puani au mdomoni, koromeo na bomba la pumzi hewa inaingia kwenye mapafu. Hewa inagawiwa kwenye mabomba makubwa ya hewa na kutoka hewa  kwenye mabomba madogo na madogo zaidi yanaoishia katika viputo vya mapafu. Viputo hivi huwa na ngozi nyembamba sana ambako gesi inaweza kuvuka na kuingia katika mishipa ya damu aina ya arteri inayopakana na viputo. Kila kiputo kinapakana na vena na arteri ndogo. Wakati huohuo gesi ya cabonidayoksaidi inapokelewa kutoka vena na kutoka kwenye mapafu kwa njia ya kutoa pumzi.

Mfumo wa upumuaji wa wanyama wa maji

Wanyama wengi wanaoishi ndani ya maji wanahitaji oksijeni pia wakitumia oksijeni iliyopo ndani ya maji. Hii ni tofauti kwa spishi chache za wanyama wa maji wenye mapafu, lakini wengi wanapokea oksijeni kupitia matamvua.

Oksijeni inayopatikana katika maji kutegemeana na halijoto
Hapa nafasi ya kudumisha uhai inategemea na halijoto ya maji. Maji baridi huwa na oksijeni zaidi ndani yake kuliko maji ya vuguvugu. Maana maji baridi yenye sentigredi 0 °C yanashika miligramu 14.6 za oksijeni ndani ya kila lita ya maji matamu, lakini kwenye sentigredi 20 ni 9.1 mg/l na kwenye 30 °C ni 7.6 mg/l pekee. Katika maji ya chumvi kiwango ya oksijeni iko chini kwa sababu chumvi imechukua tayari sehemu ya uwezo wa maji ya kushika ndani yake dutu nyingine iliyoyeyushwa. 

Kwa hiyo samaki wengi wanapatikana pale ambako kuna maji baridi zaidi; wanyama wa maji wanaozoea maji baridi hawawezi kustawi katika maji ya moto zaidi maana wanakosa oksijeni waliozoea. Vituo vya umeme vinayoacha maji ya kupoza katika magimba ya maji ni hatari kwa sehemu kubwa ya uhai katika maji.

Upumuaji wa wanyama mbalimbali za maji kwa njia ya matamvua
Samaki kwa kawaida huwa na matamvua. Matamvua ni kama majani ya ngozi. Maji hupitishwa kati yao na oksijeni ndani ya maji inapokelewa na vyombo vya damu kupitia ngozi ya matamvua ambayo ni nyembamba sana. Moluski kama konokono, koa, kombe, pweza au ngisi hutumia mbinu huohuo.

Kaa na arithropodi wengine wa maji mara nyingi huwa pia na aina za matamvua. Wengine wanaweza kupumua pia hewa ya nje ya maji kwa kutumia mabomba ya pumzi yanayotoka nje ya uso wa maji.

Wanayama wa maji wenye mapafu
Kundi moja ni mamalia kama nyangumi, nguva au walarasi na pinnipedia wengine. Wanapumua kama mamalia wote hata kama maisha yao yote au karibu yote yako majini.

Amfibia kama chura ni wanyama wanaoanza maisha yao katika maji na baadaye spishi nyingi zinahamahama baina ya maji na nchi kavu lakini kwa jumla wanahitaji mazingira penye maji. Wakipita kwenye ngazi za metamofosi wanaanza maisha kama viluwiluwi (ndubwi) wakipumia kupitia mwamvua. Wakati wa kutoka kwenye ngazi ya kiluwiluwi wanapata mapafu. 

Amfibia hutumia pia ngozi ya nje ya mwili kwa upumuaji. Kupumua kupitia ngozi husaidia hasa chini ya maji.

Wadudu
Wadudu hawana mapafu lakini nafasi ndogo za wazi katika khitini iliyo kwao kiunzi nje na kutoka hapa kuna mabomba madogo (ing. trachea) yanayoingia ndani ya mwili yanayowezesha hewa kufikia mwilini.

Wadudu kadhaa wanakaza mwili kwa musuli za tumboni kusudi la kubadilisha hewa ndani ya trachea lakini wengine hutegemea hewa kuingia peke yake. Hii inamaanisha ya kwamba mwili wa wadudu hupokea kiasi kidogo cha hewa tu na hii inasababisha wadudu kuwa na miili midogo maana mtindo huu usingeweza kuridhisha mahitaji ya mwili mkubwa zaidi.

Marejeo

Viungo vya Nje

A high school level description of the respiratory system 
Introduction to Respiratory System
Science aid: Respiratory System A simple guide for high school students
The Respiratory System  University level (Microsoft Word document)
Lectures in respiratory physiology by noted respiratory physiologist John B. West (also at YouTube)

mwili
Biolojia