22.1 Líffæri og byggingarhlutar öndunarkerfisins

Meginlíffæri öndunarkerfisins sjá vefjum líkamans fyrst og fremst fyrir súrefni til frumuöndunar, fjarlægja úrgangsefnið koltvísýring og stuðla að viðhaldi sýru-basa-jafnvægis. Hlutar öndunarkerfisins gegna einnig starfsemi sem er ekki beinlínis lífsnauðsynleg, svo sem lyktarskyni og myndun tals, og koma við sögu þegar þrýstingur er aukinn, til dæmis í fæðingu eða við hósta (mynd 22.2).

Ytra nefið samanstendur af yfirborði þess og stoðgrind. Þessir byggingarhlutar móta útlit nefsins og stuðla að margvíslegri starfsemi þess (mynd 22.3). Nefrótin er svæðið milli augabrúnanna. Nefbrúin tengir nefrótina við aðra hluta nefsins. Nefryggurinn liggur eftir endilöngu nefinu og nefbroddurinn myndar fremsta enda þess. Sitt hvorum megin við nefbroddinn mynda nefvængirnir nasirnar. Nefvængur er brjóskkenndur byggingarhluti sem myndar hlið hverrar nasar, það er nasaopsins. Miðskora efri varar (philtrum) er íhvolfa rennan sem liggur frá nefbroddi að efri vör.

Undir þunnri húð nefsins er stoðgrind þess (sjá neðri hluta myndar 22.3). Nefrót og nefbrú eru úr beini en sá hluti nefsins sem skagar fram er úr brjóski. Því vantar mestan hluta nefsins þegar horft er á höfuðkúpu. Nefbeinin eru tvö og liggja undir nefrót og nefbrú. Þau tengjast ennisbeini að ofan og kinnkjálkabeinum til hliðanna. Nefskiptisbrjósk er sveigjanlegt glærbrjósk sem tengist nefbeinum og tekur þátt í að mynda nefrygginn. Nefvængsbrjósk myndar meðal annars nefbroddinn og umlykur nasaopið.

Nasirnar opnast inn í nefholið sem nefskipt skiptir í hægri og vinstri helming (mynd 22.4). Fremri hluti nefskiptisins er úr nefskiptisbrjóski, sveigjanlega hlutanum sem hægt er að þreifa, en aftari hlutinn er meðal annars úr lóðréttri plötu sáldbeins og plógbeini, þunnu beini sem dregur nafn sitt af plóglögun sinni. Á hvorum hliðarvegg nefholsins eru þrjár beinbungur sem nefnast efri, mið- og neðri nefskel. Neðri nefskeljarnar eru sjálfstæð bein en efri og miðnefskeljarnar eru hlutar sáldbeinsins. Nefskeljarnar stækka yfirborð nefholsins og valda hringstreymi í innöndunarloftinu svo það berst eftir þekjunni, þar sem það er hreinsað og hitað. Nefskeljar og nefgangar stuðla einnig að vatnssparnaði og verja nefþekjuna gegn ofþornun með því að fanga vatn úr útöndunarlofti. Gómurinn myndar botn nefholsins. Fremri hluti hans, harði gómurinn, er úr beini en aftari hlutinn, mjúki gómurinn, er að mestu úr vöðvavef. Loft fer út úr nefholinu um aftari nasaopin og berst inn í kokið.

Nefskeljar, nefgangar og afholur nefs eru klædd öndunarþekju sem er sýndarlagskipt bifhærð stuðulþekja (mynd 22.5). Í þekjunni eru bikarfrumur, sérhæfðar þekjufrumur sem mynda slím sem fangar agnir. Bifhár öndunarþekjunnar slá stöðugt og flytja slímið og agnirnar úr nefholinu í átt að koki, þar sem þau eru kyngd. Kalt loft hægir á hreyfingu bifháranna. Þá getur slím safnast upp og stuðlað að nefrennsli í kulda. Rök þekjan hitar og rakamettar innöndunarloftið. Háræðar rétt undir nefþekjunni flytja varma til loftsins. Vessafrumur og slímmyndandi frumur seyta einnig ensíminu lýsósími og prótínum sem nefnast defensín; þau hafa bakteríuhamlandi verkun. Ónæmisfrumur sem vakta bandvefinn undir öndunarþekjunni veita viðbótarvörn.

Kokið er vöðvakennt rör, að mestu myndað af beinagrindarvöðvum, og klætt slímhúð sem er samfelld slímhúð nefholsins (sjá mynd 22.4). Kokinu er skipt í þrjú meginsvæði: nefkok, munnkok og barkakok (mynd 22.6).

Barkakýlið er brjóskgrind neðan barkakoksins sem tengir kokið við barkann, heldur loftveginum opnum og tekur þátt í raddmyndun (mynd 22.7). Nokkur brjósk mynda barkakýlið. Þrjú stór, ópöruð brjósk — skjaldbrjósk að framan, barkalok að ofan og hringbrjósk að neðan — mynda meginhluta þess. Skjaldbrjóskið er stærsta brjósk barkakýlisins. Á því er barkakýlishnúðurinn, oft nefndur Adamsepli, sem er að meðaltali meira áberandi hjá körlum. Hringbrjóskið er heill og þykkur hringur, breiðari að aftan en framan. Þrjár gerðir smærri paraðra brjóska — könnubrjósk, hyrnibrjósk og fleygbrjósk — tengjast öðrum byggingarhlutum barkakýlisins. Könnubrjóskin eru sérstaklega mikilvæg festing fyrir raddbönd og vöðva sem hreyfa þau við raddmyndun.

Barkalokið er mjög sveigjanlegt teygjubrósk sem tengist skjaldbrjóskinu og leggst yfir inngang barkakýlisins við kyngingu (sjá mynd 22.4). Raddglufan samanstendur af raddfellingunum, hinum eiginlegu raddböndum, og bilinu milli þeirra (mynd 22.8). Ofan raddfellinganna liggja paraðar anddyrafellingar, einnig nefndar fölsk raddbönd. Raddfellingarnar eru hvítar slímhúðarfellingar með bandvefsstrengjum sem festast meðal annars við skjaldbrjósk og könnubrjósk. Innri jaðrar þeirra eru frjálsir og geta sveiflast þegar loft fer um raddglufuna og þannig myndað hljóð. Lengd, massi og spenna raddfellinganna eru breytileg milli einstaklinga og ráða að hluta tónhæð raddar. Þær eru að meðaltali lengri og þykkari hjá körlum en mikil skörun er milli kynja. Við kyngingu lyftast kok og barkakýli, mjúki gómurinn lokar leiðinni upp í nefkok og barkalokið sveigist yfir inngang barkakýlisins. Samhæfðar hreyfingar þessara byggingarhluta beina fæðu og drykk frá loftveginum og niður í vélinda.

Barkinn liggur frá barkakýlinu niður í átt að lungunum (mynd 22.9a). Í vegg barkans eru 16 til 20 C-laga glærbrjóskhringir sem tengjast með þéttum bandvef. Barkavöðvinn og teygjanlegur bandvefur mynda saman trefja- og teygjuhimnu sem lokar afturhlið barkans og tengir enda C-laga brjóskhringanna. Himnan gerir barkanum kleift að breyta lítillega um lögun við öndun og gefur vélindanu svigrúm til að þenjast út við kyngingu. Brjóskhringirnir styðja barkann og koma í veg fyrir að hann falli saman. Barkavöðvinn getur dregist saman, þrengt barkann og aukið hraða útöndunarlofts, til dæmis við hósta. Barkinn er klæddur sýndarlagskiptri bifhærðri stuðulþekju sem er samfelld þekju barkakýlisins. Vélindað liggur aftan við barkann.

Við barkakambinn skiptist barkinn í hægri og vinstri meginberkju. Berkjurnar eru einnig klæddar sýndarlagskiptri bifhærðri stuðulþekju með slímmyndandi bikarfrumum (mynd 22.9b). Slímhúð barkakambsins er mjög næm; aðskotahlutur sem snertir hana getur komið af stað kröftugu hóstaviðbragði. Brjósk styrkir berkjurnar og ver þær gegn samfalli, fyrst sem hringlaga stoð en síðan sem óreglulegar brjóskplötur eftir því sem greinarnar smækka. Meginberkjurnar ganga inn í lungun um lungnahlið, íhvolft svæði þar sem æðar, sogæðar og taugar fara einnig inn og út. Berkjurnar greinast síðan í sífellt smærri greinar sem nefnast einu nafni berkjutré. Líkt og aðrir hlutar leiðslusvæðisins flytja berkjurnar loft inn í og út úr hvoru lunga. Slímhúðin fangar jafnframt agnir og sýkla.

Ólíkt leiðslusvæðinu nær loftskiptasvæðið yfir byggingarhluta sem taka beinan þátt í loftskiptum. Það hefst þar sem endaberklingar greinast í öndunarberklinga (mynd 22.10). Öndunarberklingar hafa þegar lungnablöðrur í veggjum sínum og leiða áfram í lungnablöðruganga sem opnast í klasa lungnablaðra.

Lungnablöðrusekkur er klasi margra lungnablaðra þar sem loftskipti fara fram. Lungnablaðra er um 200 μm í þvermál. Teygjanlegir veggir hennar gera henni kleift að þenjast út við innöndun og stórt samanlagt yfirborð lungnablaðranna styður hraðvirk loftskipti. Aðliggjandi lungnablöðrur tengjast sums staðar með lungnablöðruopum sem stuðla að jöfnun loftþrýstings milli þeirra (mynd 22.11).

Einföld flöguþekja frumna af gerð I hvílir á þunnri teygjanlegri grunnhimnu. Þekjan er afar þunn og liggur þétt að æðaþeli háræðanna. Lungnablöðruþekjan, samliggjandi eða samrunnar grunnhimnur og háræðaþelið mynda saman öndunarhimnuna, eða loftskiptahimnuna, sem er víða aðeins um 0.5 μm á þykkt. Lofttegundir fara yfir himnuna með einföldu flæði: súrefni berst úr lungnablöðrum í blóð en CO₂ úr blóði í lungnablöðruloftið.