Samantekt kaflans

Samantekt kaflans

22.1 Líffæri og byggingarhlutar öndunarkerfisins

Öndunarkerfið tekur upp súrefni, losar koltvíoxíð og styður raddmyndun og lyktarskyn. Frá starfrænu sjónarhorni skiptist það í leiðslusvæði og loftskiptasvæði. Leiðslusvæðið flytur loft inn í lungun og út úr þeim og nær meðal annars yfir nefhol, kok, barkakýli, barka, berkjur og berklinga að endaberklingum. Nefskeljar og nefgangar auka yfirborð nefholsins og stuðla að hitun, rakamettun og hreinsun innöndunarlofts. Kokið skiptist í nefkok, munnkok og barkakok og tengir nef- og munnhol við barkakýli og vélinda. Loftskiptasvæðið hefst í öndunarberklingum og nær yfir lungnablöðruganga og lungnablöðrur, þar sem loftskipti fara fram.

Stærri loftvegir leiðslusvæðisins eru að mestu klæddir sýndarlagskiptri bifhærðri stuðulþekju með bikarfrumum. Slím fangar agnir og sýkla en bifhár flytja það að koki, þar sem það er yfirleitt gleypt. Eftir því sem berklingar minnka verður þekjan einfaldari og í lungnablöðrum mynda flatar frumur af gerð I meginhluta loftskiptayfirborðsins; frumur af gerð II mynda yfirborðsvirkt efni. Öndunarhimnan er afar þunn hindrun milli lofts og blóðs, gerð úr lungnablöðruþekju, samliggjandi grunnhimnum og háræðaþeli. Lofttegundir flæða yfir hana niður hlutþrýstingsstigul.

22.2 Lungun

Lungun eru pöruð meginlíffæri öndunarkerfisins. Hægra lungað hefur þrjá bleðla en það vinstra tvo. Í lungnablóðrás flytja lungnaslagæðar súrefnissnautt blóð frá hægra slegli til háræða við lungnablöðrur, en lungnabláæðar flytja súrefnisríkt blóð til vinstri gáttar. Ósjálfráða taugakerfið mótar holvídd loftvega; skreyjuboð valda einkum berkjuþrengingu og auknu slímseyti en semjuboð og adrenalín stuðla að berkjuvíkkun. Lungnafleiðra liggur á yfirborði lungna en veggfleiðra klæðir brjóstvegg, miðmæti og þind. Í fleiðruholinu milli laganna er lítið magn fleiðruvökva sem minnkar núning og hjálpar lungunum, með yfirborðsspennu, að fylgja hreyfingu brjóstveggjar.

22.3 Öndunarferlið

Lungnaloftun er hreyfing lofts inn í lungun og út úr þeim vegna þrýstingsmismunar milli lungnablaðra og andrúmslofts. Loftþrýstingur stafar af lofttegundum andrúmsloftsins, lungnablöðruþrýstingur er þrýstingur inni í lungnablöðrum og fleiðruþrýstingur er þrýstingur í fleiðruholi. Fleiðruþrýstingur er venjulega lægri en lungnablöðruþrýstingur; lungnablöðruþrýstingur að frádregnum fleiðruþrýstingi nefnist þanþrýstingur lungna. Þegar ekkert loft flæðir er lungnablöðruþrýstingur jafnstór loftþrýstingi, en loft flæðir frá hærri þrýstingi að lægri og loftvegaviðnám ræður flæðishraðanum. Lögmál Boyles segir að við fast hitastig og óbreytt magn lofttegundar sé þrýstingur í öfugu hlutfalli við rúmmál.

Loftvegaviðnám ræðst einkum af geisla loftvega, flæðismynstri og eiginleikum loftsins og dregur úr loftflæði fyrir gefinn þrýstingsmun. Teygjanlegt viðnám lungna og brjóstveggjar mótar einnig öndunarvinnu. Yfirborðsspenna í vökvahimnu lungnablaðra vinnur gegn þenslu þeirra, en yfirborðsvirkt efni lækkar spennuna og stuðlar að stöðugleika smárra lungnablaðra. Eftirgefanleiki lungna lýsir rúmmálsbreytingu fyrir tiltekna breytingu á þanþrýstingi; lækkaður eftirgefanleiki eykur vinnuna við að þenja lungun en óeðlilega mikill eftirgefanleiki getur fylgt skertu teygjuviðnámi.

Við innöndun dragast þind og ytri millirifjavöðvar saman, brjósthol stækkar, lungnablöðruþrýstingur fellur undir loftþrýsting og loft streymir inn. Venjuleg hvíldarútöndun er að mestu óvirk: innöndunarvöðvar slakna, lungun og brjóstveggurinn fjaðra til baka og lungnablöðruþrýstingur hækkar lítillega yfir loftþrýsting. Við kröftuga útöndun geta innri millirifjavöðvar og kviðvöðvar dregist saman og minnkað rúmmál brjóstholsins frekar.

Lungnarúmmál lýsa loftmagni í lungum eða loftmagni sem hreyfist í tilteknum hluta öndunarlotunnar. Öndunarrúmmál er loftið í einum venjulegum hvíldarandardrætti. Innöndunar- og útöndunarvararúmmál eru viðbótarloft sem hægt er að anda að sér eða frá sér með valdi, en loftleif er loftið sem verður eftir að mestu mögulegu útöndun. Lungnarýmdir eru summur tveggja eða fleiri rúmmála. Líffærafræðilegt dautt rými er loftið í leiðandi loftvegum sem nær ekki til lungnablaðra. Lífeðlisfræðilegt dautt rými er summan af því og lofti í loftuðum en ónógu gegnflæddum lungnablöðrum. Öndunartíðni er fjöldi heilla öndunarlota á mínútu.

Tauganet í mænukylfu og brú mynda og móta grunnmynstur öndunar en boð frá efnanemum, mekanónemum, heilaberki og fleiri kerfum laga tíðni og dýpt að þörfum líkamans. Miðlægir efnanemar bregðast einkum við breytingu á vetnisjónastyrk í heila- og mænuvökva af völdum koltvíoxíðs. Útlægir efnanemar í hálsslagæðar- og ósæðarhnöttum bregðast við lágum hlutþrýstingi súrefnis í slagæðablóði og einnig við breytingum á koltvíoxíði og sýrustigi. Hækkun koltvíoxíðs er venjulega mikilvæg hvöt í hvíld, en stjórnunin er samþætt og ekki einfalt svar við einni blóðgastegund.

22.4 Loftskipti

Lögmál Daltons segir að hver lofttegund í blöndu kjörgasa sem hvarfast ekki innbyrðis leggi til sinn hlutþrýsting og að heildarþrýstingurinn sé summa hlutþrýstinganna. Samkvæmt lögmáli Henrys er jafnvægisstyrkur uppleysts gass við gefið hitastig í réttu hlutfalli við hlutþrýsting þess og leysanleikastuðul. Lofttegundir flæða niður hlutþrýstingsstigul: súrefni fer frá lungnablöðrum í lungnaháræðar en koltvíoxíð í gagnstæða átt. Flæðishraði ræðst einnig af leysanleika, yfirborðsflatarmáli og þykkt öndunarhimnunnar; koltvíoxíð er mun leysanlegra en súrefni og getur því flætt hratt þrátt fyrir minni hlutþrýstingsmun.

Loftun flytur loft til og frá lungnablöðrum en gegnflæði flytur blóð um lungnaháræðar. Árangursrík loftskipti krefjast viðeigandi samræmis loftunar og gegnflæðis. Lágur hlutþrýstingur súrefnis í illa loftuðu lungnablöðrusvæði veldur staðbundinni þrengingu lungnaslagæðlinga og beinir blóði frekar að betur loftuðum svæðum; staðbundin boð móta einnig holvídd berklinga. Ytri öndun eru loftskipti milli lungnablaðra og lungnaháræða en innri öndun loftskipti milli háræða meginblóðrásar og vefja. Bæði ferlin eru knúin af hlutþrýstingsmun.

22.5 Flutningur lofttegunda

Súrefni er að mestu flutt í rauðkornum bundið blóðrauða. Blóðrauði hefur fjórar globínkeðjur og hverri fylgir hemhópur með tvígildu járni sem getur bundið eina súrefnissameind afturkræft; ein blóðrauðasameind getur því bundið allt að fjórum súrefnissameindum. Mettun lýsir hlutfalli setinna súrefnisbindiseta. Súrefnissundrunarkúrfa sýnir samband hlutþrýstings súrefnis og mettunar blóðrauða. Samvirk binding veldur S-lögun ferilsins, en hitastig, sýrustig, hlutþrýstingur koltvíoxíðs og styrkur 2,3-bisfosfóglýserats móta súrefnissæknina. Fósturblóðrauði hefur aðrar globínkeðjur en blóðrauði fullorðinna og meiri súrefnissækni við sambærilegar aðstæður.

Koltvíoxíð flyst í blóði uppleyst, bundið globínkeðjum blóðrauða sem karbamínóblóðrauði og, að stærstum hluta, sem bíkarbónatjónir. Í rauðkornum hvatar kolsýruanhýdrasi afturkræft hvarf koltvíoxíðs og vatns í kolsýru sem sundrast í bíkarbónatjónir og vetnisjónir. Í vefjaháræðum fara bíkarbónatjónir úr rauðkornum í skiptum fyrir klóríðjónir, en flæðistefnan snýst við í lungnaháræðum og koltvíoxíð er myndað aftur til útöndunar. Deoxýblóðrauði bindur vetnisjónir og koltvíoxíð betur en oxýblóðrauði; þessi Haldane-áhrif styðja upptöku koltvíoxíðs í vefjum og losun þess í lungum.

22.6 Breytingar á öndunarstarfsemi

Öndunarnet heilastofns mynda reglubundið grunnmynstur en loftun breytist hratt við áreynslu og aðrar aðstæður. Aukin loftun í samræmi við aukna efnaskiptaþörf (hyperpnea) heldur slagæðagösum yfirleitt nálægt jafnvægi. Hún hefst hratt með miðlægum hreyfiboðum og boðum frá hreyfi- og stöðunemum og aðlagast síðan með boðum um efnaskiptaástand vinnandi vöðva og boðum frá efnanemum. Langvarandi dvöl í mikilli hæð kallar fram aðhæfingu sem getur falið í sér viðvarandi aukna loftun, aðlögun sýru–basa-jafnvægis og, á dögum til vikum, aukna rauðkornamyndun.

Í mikilli hæð lækkar loftþrýstingur og því einnig hlutþrýstingur súrefnis í innöndunarlofti, sem getur valdið súrefnisskorti, einkum eftir hraða hækkun og við áreynslu. Bráð háfjallaveiki einkennist af höfuðverk eftir nýlega hækkun auk einkenna á borð við ógleði, svima eða þreytu. Rugl eða skert samhæfing getur bent til alvarlegs heilabjúgs af völdum mikillar hæðar og krefst bráðra viðbragða. Hæg hækkun og tími styðja aðhæfingu. Súrefnisskortur örvar einnig losun rauðkornavaka frá nýrum og eykur rauðkornamyndun síðar, en sú breyting kemur of seint til að fyrirbyggja bráð einkenni eftir hraða uppgöngu. Versnandi einkenni, lungnabjúg eða heilabjúg af völdum mikillar hæðar kalla á niðurgöngu og viðeigandi bráðameðferð.

22.7 Fósturþroski öndunarkerfisins

Þroskun öndunarkerfisins hefst um 4. viku og heldur áfram eftir fæðingu. Útlag fremst á höfði sekkur inn og myndar lyktargrófir sem dýkka og taka þátt í myndun nefhols og tengingar þess við kok. Um svipað leyti myndast lungnaknappur á kviðlægri hlið forgirnis og lengist sem barkakýlis- og barkaknappur. Nærendi hans myndar barkakýli og barka en fjarendinn greinist í tvo berkjuknappa. Um 16. viku hafa leiðandi loftvegir greinóst að endaberklingum. Frá um 16. viku myndast öndunarberklingar og lungnablöðrugangar, æðakerfi þéttist og frumur af gerð I og II þroskast; frumur af gerð II hefja myndun yfirborðsvirks efnis. Frá um 36. viku eykst myndun og endurmótun lungnablaðra og ferlið heldur áfram í bernsku og fram á unglingsár. Við fæðingu er fósturlungnavökvi hreinsaður að mestu með virkum flutningi jóna og vökva um lungnaþekju í millivef, blóðrás og sogæðar; þrýstingur í fæðingarvegi skýrir ferlið ekki einn. Fyrstu andardrættir þenja lungun. Öndunarhreyfingar fósturs sjást um 20. eða 21. viku sem lotubundnar hreyfingar þindar og brjóstveggjar í vökvafylltum lungum; þær eru ekki loftöndun né samfelld innöndun legvatns en styðja lungna- og vöðvaþroska.