Jak Twoje płuca są naprawdę niesamowite
Obraz 3D płuc. MDGRPHC/Shutterstock.com

Płuca są niezwykłymi narządami, które nieustannie osiągają zadziwiające wyczyny, które robią tak dobrze, że uważamy je za oczywiste, z wyjątkiem przypadków, gdy ich funkcja jest zmniejszona. Wszystko dzieje się w przestrzeni wewnątrz klatki piersiowej, podzielonej na dwie części i pomniejszonej obecnością serca, wielkich naczyń i przełyku.

Sędzia Sądu Najwyższego Ruth Bader Ginsburg ma niedawno wrócił do sądu po operacji raka płuca zadano mi wiele pytań dotyczących płuc, ponieważ jestem profesorem anatomii.

Wiele nowotworów płuc jest nieoperacyjnych, ale w leczeniu niektórych rodzajów chorób płuc, takich jak wczesne stadia raka płuc, można przeprowadzić leczenie chirurgiczne zwane lobektomią. W tej operacji usuwany jest płat płuca (prawe płuco ma trzy płaty, lewe ma dwa). Następnie inne płaty rozszerzają się, aby dostosować się i zrekompensować brakującą tkankę, umożliwiając płucom pracę tak samo lub lepiej niż wcześniej.

Oprócz tego, że są bardzo wydajnymi narządami, płuca mają piękną złożoną strukturę. Zastanawiam się: gdybyśmy bardziej je doceniali, czy bylibyśmy bardziej proaktywni w opiece nad nimi?

Oddech życia

Podstawową funkcją układu oddechowego jest dostarczanie tlenu do naszych płuc. Tam jest wymieniany na produkt odpadowy, dwutlenek węgla, który jest następnie usuwany z organizmu.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Kilka tygodni po zapłodnieniu praca płuc jest wykonywana przez łożysko, struktura poza naszym ciałem płodowym, w której nasza krew wymienia dwutlenek węgla i tlen z matczyną krwią macicy.

Przed urodzeniem po prostu ćwiczymy ruchy oddechowe, poruszanie się płyn owodniowy zamiast powietrza do i z płuc.

Jak Twoje płuca są naprawdę niesamowiteNoworodek i mama. Po urodzeniu dziecko wzdycha z powodu nagromadzenia CO2 i bierze pierwszy wdech, aby zaczerpnąć tlenu. Anneka/Shutterstock.com

W ciągu kilku sekund po przecięciu pępowiny dochodzi do nagromadzenia dwutlenku węgla noworodki łapią oddech wymienić go na tlen, co będzie trwało aż do naszej śmierci. Przeciętny człowiek oddycha w ciągu swojego życia około 13 milionów stóp sześciennych powietrza.

Podczas cichej aktywności, takiej jak leżenie w łóżku lub siedzenie, bierzemy od 16 do 21 oddechów na minutę, przy czym każdy oddech wdychamy przez około dwie sekundy około pół litra powietrza zawierającego 16% tlenu i niewielką ilość dwutlenku węgla. Następnie przez trzy sekundy wydychamy tę samą ilość powietrza, ale teraz zawiera 100% tlenu i 40-krotny wzrost dwutlenku węgla. Innymi słowy, spędzasz około 60 procent swojego życia na wciąganiu powietrza, a XNUMX procent swojego życia na wyrzucaniu go.

Twoje płuca w liczbach

Każdego dnia drogami oddechowymi prowadzącymi do płuc i rozchodzącymi się przez nie transportuje się 5,000 galonów powietrza. Drogi oddechowe rozgałęziają się i zmniejszają rozmiar 22 razy. Prawie wszystko to dzieje się w naszych płucach, przy czym te drogi oddechowe osiągają łączną długość 14,900 XNUMX mil.

Około 2,600 galonów transportowanego powietrza jest dostarczanych i usuwanych z 300 milionów maleńkich, cienkościennych, pustych worków lub pęcherzyki, które zapewniają ogromną powierzchnię do wymiany tlenu, wymaganego przez wszystkie nasze komórki, na dwutlenek węgla, produkt odpadowy z nich. Jest to obszar różniący się wielkością od połowy do większości regulaminowego kortu tenisowego.

Ten ogromny obszar mieści się w dwóch płucach, z których każde jest tylko nieco mniejsze niż trzy litrowe butelki. Lewe płuco jest o 1 procent mniejsze niż prawe, ze względu na lewostronną pozycję serca.

Jak Twoje płuca są naprawdę niesamowiteTrójwymiarowa ilustracja pęcherzyków płucnych. RAJ CREATIONZS/Shutterstock.com

Pęcherzyki są ciasno otoczone naczyniami krwionośnymi lub naczyniami włosowatymi, tak małymi, że przechodzą przez nie czerwone krwinki, ściśnięte w jednym rzędzie, podczas wymiany dwutlenku węgla na tlen.

Naczynia włosowate płuc otrzymują ogromny dopływ krwi, równy temu, który jest rozprowadzany we wszystkich innych częściach całego ciała. Pęcherzyki płucne rozszerzają się i kurczą 15,000 XNUMX razy dziennie. Podczas aktywności tempo oddychania podwaja się – a przy aktywnościach ekstremalnych potraja – a ilość powietrza docierającego do pęcherzyków zwiększa się od trzech do pięciu razy. Oddychanie głębsze i szybsze wykorzystuje pojemność płuc, która jest utrzymywana w rezerwie podczas odpoczynku. Stres może również skutkować głębszym i szybszym oddychaniem.

Twoje płuca w pracy

Powietrze, którym oddychamy, jest jednak dalekie od czystości, a jednym z głównych zadań układu oddechowego jest „kondycjonowanie” powietrza, zanim dotrze do worków powietrznych głęboko w płucach.

Zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach mogą mieć od dwóch do pięciu razy więcej zanieczyszczeń niż powietrze na zewnątrz. (Czy ostatnio obserwowałeś i zmieniałeś filtry w swoim systemie grzewczym/klimatyzacyjnym?)

Układ oddechowy „kondycjonuje” powietrze na kilka sposobów. Po pierwsze, podnosi temperaturę chłodnego powietrza do temperatury ciała lub schładza gorące powietrze do temperatury ciała. Po drugie, nawilża powietrze do 100% wilgotności, aby zapobiec odwodnieniu błon pęcherzykowych. Wreszcie oczyszcza powietrze.

Obce i potencjalnie szkodliwe substancje są filtrowane z napływającego powietrza i usuwane na kilka sposobów, w tym włosy z nosa i lepki śluz wyścielający drogi oddechowe, który jest wytwarzany w tempie około jednej czwartej dziennie. Zawiera środki przeciwdrobnoustrojowe, które pomagają neutralizować szkodliwe zarazki i wiele wirusów.

Co ważne, podobne do włosów wypustki na komórkach wyściełających drogi oddechowe, zwane rzęskami, usuwają zabrudzony śluz z płuc i dróg oddechowych do gardła, aby został połknięty i zniszczony przez kwas żołądkowy.

Zanieczyszczenia docierające do pęcherzykowych błon wymiany gazowej są usuwane przez wyspecjalizowane komórki zwane fagocytami i makrofagami, które połykają cząsteczki, które przemieszczają się i są odprowadzane przez naczynia limfatyczne i węzły. Jednak większość czarnego węgla jest po prostu przenoszona do niewymiennych części płuc.

Oprócz klimatyzacji powietrza w pęcherzykach, wentylacja płuc pomaga schłodzić przegrzane ciało. Około 7 procent ciepła ciała jest usuwane przez parowanie z dróg oddechowych wewnątrz i na zewnątrz płuc. Jedenaście uncji wody dziennie jest tracone w postaci pary wodnej. Trzy procent ciepła ciała jest tracone przez ogrzewanie powietrza poniżej temperatury ciała podczas wentylacji płuc.

Inne niesamowite funkcje płuc obejmują kontrolowanie równowagi kwasowo-zasadowej (pH) organizmu jako całości poprzez selektywne zatrzymywanie lub eliminację dwutlenku węgla. Aby zapewnić wentylację do wymiany gazowej, płuca działają jak miechy. Wypychanie powietrza z płuc sprawia, że ​​krtań służy jako „skrzynka głosowa”, wibrując struny głosowe, aby wytworzyć ton, który jest modyfikowany przez język, zęby i usta, aby wytworzyć nasz głos do komunikacji interpersonalnej i śpiewu. Ten wydatek powietrza pozwala nam również na dmuchanie balonów czy grę na instrumentach dętych.

Powietrze wciągane przez rozszerzanie się płuc przepływa przez obszary węchowe nosa, umożliwiając nasz węch. Płuca działają również jako „pianka wypełniająca” wewnątrz klatki piersiowej, podtrzymując i chroniąc żywotne serce, które dostarcza połowę swojej mocy do płuc, a drugą połowę do reszty ciała.

Ciemna strona płuc i ich opieka

Podczas gdy po urodzeniu płuca były nieskazitelnie różowe, nasze płuca stopniowo ciemnieją do szarego i cętkowanego wyglądu z powodu tych cząstek węgla, z których większość pozostaje na miejscu, zwykle bez szkodliwego wpływu. Większe, drażniące cząsteczki są zwykle „wyrzucane” przez odruchowy kaszel i kichanie. Ten system klimatyzacji jest zagrożony u palaczy, u których drogi oddechowe tracą rzęski i ich koordynację kierunkową, a zatem musi powrócić do kaszlu jako głównego środka usuwania zanieczyszczeń.

Płuca palaczy ciemnieją szybciej, stają się bardziej nakrapiane i przybierają pomarańczowy odcień z powodu nikotyny i brązowej smoły. Długotrwałe narażenie na te czynniki rakotwórcze powoduje przewlekłe zapalenie oskrzeli, rozedmę i raka w wielu częściach ciała, ale zwłaszcza w okolicach dróg oddechowych tuż przy wejściu do płuc. W rozedmie zapada się struktura pęcherzykowa płuc, zwłaszcza w górnej części płuc, co utrudnia pełny wydech.

Weź głęboki oddech i rozważ wszystkie cudowne czynności, które wykonują twoje niesamowite płuca.Konwersacje

O autorze

Arthur Dalley, profesor anatomii, Vanderbilt University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon