-
Iðjuþjálfun LIE0103 Hrefna Óskarsd.
13. kafli – öndunarfærin
Almennt um lungun Öndun
Fluttningur súrefnis og koldíoxíðs milli líkama og umhverfis
Öndunarfæri
Lungu og öndunarvegir Þeir hlutar brjóstkassans sem sjá um að
flytja loft inn og út úr lungunum við öndun.
Allur almenningur veit það að hlutverk þessa líffærakerfis er að
flytja súrefni til fruma líkamans, og svo flytja coldíoxíð frá
frumunum og út úr líkamanum. Það eru einskonar rör í brjóstkassanum
eða holrými, sem sjá síðan um að flytja loftið úr umhverfinu niður
í lungun sjálf. Hluti af brjóstkassanum og umgerð hans tekur þátt í
öndun og um það fjallar þessi kafli. Þetta er mjög mikilvægur hluti
af líkamanum og skipta megin máli í sambandi við öndun. En
öndunarfærin eru ekki bara lungun, það er líka:
Nef Nefhol Munnur Varir Nefkokið Barkakýlið Barkinn
Allt þetta tilheyrir önduarkerfinu og þess vegna mikilvægur
hluti af því sem við köllum öndunarfærin í heild. Umhverfis lungun
sitja rifin og millirifjavöðvar, en þar á milli er þindin sem
hvelfist upp í kviðarholið að neðan. Ef þindin dregst saman, þá
stækkar rúmmálið í thorax. Við notum þindina til þess að herpa hana
saman en þá verður hún flatari og við öndum að okkur, það er megin
hlutverk þíndarinnar. Við fáum brjóstkassan fram með því að nota
vöðvana milli rifjana, við herpum og þá dragast vöðvarnir nær hver
öðrum. Af því að rifin vísa niður á við og fram frá hryggsúlunni,
þá gerist það að þegar þau lyftast fram, þá víkkar thorax, þ.e.
rúmmálið eykst. Þaðað færa rifin nær hvert öðru með
millirifjavöðvunum, það eykur rúmmál thorax, þetta gerist þegar við
öndum að okkur.
-
Iðjuþjálfun LIE0103 Hrefna Óskarsd.
Hlutverk öndunarfæra Aðalhlutverk öndunarfæranna eru tvenns
konar. Annars vegar að sjá líkamanum fyrir súrefni, og hins vegar
að fjarlægja coldíoxíð úr frumum líkamans. En lungun hafa fleiri
hlutverk og þeirra á meðal að hjálpa nýrunum að viðhalda réttu
sýrustigi í líkamanum þannig að við séum hvorki of súr né basísk.
Einnig notum við öndunarfærin til þess að mynda raddsvið. Hlutverk
þeirra er líka að verja okkur fyrir sýklum, varnarkerfi er í
öndunarveginum sem hindra utanaðkomandi sýkla og lungun stýra líka
magni af ákveðnum efnum í blóðinu. Lungun eru einskonar sía fyrir
systamisk blóðrásina, því ef að blóðtappi kemur eftir
bláæðakerfinu, þá fara þeir ekki lengra en í lungun, setjast þar að
og leysast upp. Það er mun betra að fá tappann í lungun, en í
höfuðið, þeir leysast miklu frekar upp í lungum og verða ekki til
vandræða þar. Skipulag öndunarfæra Lungnablöðrurnar eru fínasti
hlutinn af berkjum lungnanna og eru um 300 milljónir í hverjum
manni. Vinstra lunga er minna en það ægra, vegna þess að hjartað
stelur smá plássi frá lunganu í thorax. Öndunar-vegirnir eru síðan
þessar pípur, sem leiða loftið utan úr umhverfinu og niður í þessar
lungablöðrur. Loftið þarf að komast niður í lungnablöðrurnar svo
við getum nýtt innihald þess, og þá líka losað okkur við
úrgangsefni, svo sem coldíoxíð, í þetta loft. Þegar við öndum að
okkur fáum við loft frá umhverfinu og alla leið, ef vel gengur,
niður í lungnablöðrurnar og við útöndun þá flyst loftið í gagnstæða
átt. Skipting öndunarfæranna
Skipting nr.1: barkinn og kokið Skipting nr.2: greinist í
vinstri og hægri berkju Skipting nr.4: sem síðast greinist
áfram
Við höldum áfram að skipta hlutunu upp ca. 32 sinnum og erm á
endanum komin í ansi fíngerðar greinar af þessu berkjutré.
Terminal bronchioles ca. 60.000 Respiratory bronchioles ca.
500.000 Alveolar sacs ca. 8.000.000 Ef við förum í einstaka
alveoli, þá getum við farið jafnvel í 200.000.000
Munurinn á bronchi (berkjum) og bronchioles (berklingjum) er
auðvitað stærðarmunur en ennig er brjósk í berkjum þannig að þær
falla ekki saman. Í bronchiolum er hringvöðvi sem getur slaknað eða
herpst eftir atvikum, og það skiptir miklu máli við astma.
-
Iðjuþjálfun LIE0103 Hrefna Óskarsd.
Öndunarhringur Inn og útöndun Í hvíld fara 4 lítrar af lofti inn
í aveoli á mínútu. Við hámarks áreinslu er allt að 80 L lofts á
mínútu.
Öndunarvegirnir
Kok Barkakýli Barki Tvær meginberkjur í hægri og vinstra lungað
Greinast svo 20 falt Bronchiolur (án brjósks) Alveolar ducts
Alveolar sacs
Í öndunarveginum er öndunarhringrás sem samanstendur af því að
við öndum að okkur og frá okkur. Þegar við öndum að okkur svona
dags daglega, þá erum við að anda að okkur og frá okkur ca. 4
lítrum inn í alveoli og út úr þeim aftur á einni mínútu.
Loftskiptin niður í alveoli er ca. 4 L á mínútu, en við áreynslu
getum við hugsanlega margfaldað loftskiptin úr þessum 4 lítrum upp
í 80 L, en þá aukum við loftmagnið um alveoli á mínútu 20 falt (ef
við öndum hraðara og dýpra). Berkjan kemur í vinstra lungað, og þar
greinist það í lobus superior og lobus inferior lingual. Bláleitu
hringirnir á öndunarveginum er tákn fyrir brjóskið og liggja þeir
utan um allar stærri berkju greinarnar og nær það býsna langt niður
og það hverfur ekki fyrr en við erum komin niður í bronchiolar. Í
framhaldi af bronchiolunum eru lungnablöðrur (alveoli) og utan um
þær eur net af háræðum af venum og arterium (slagæðablóðið hér er
blátt og venublóðið rautt). Venublóðið er að fara frá lunganu inn í
vinstri gátt hjartans. Blá leit blóðið er súrefnissnautt blóð, það
er í slagæðinni og síðan tekur það upp súrefni í alveoli og fer með
venunum til hjartans sem súrefnisríkt blóð. Loftvegir og æðar í
lungum Loftskipti fara þannig fram að loft fer mjög auðveldlega í
gengum þessa þunnu veggi sem eru kallaðir respiratory bronchiolar
út í háræðarnar fyrir utan, og síðan höfum við ganga niður í
alveoli og alveoliblöðrurnar sem eru líka mjög þunnveggja, þannig
að loft diffunderar mjög auðveldlega í gegn með diffusion eða unan
remmuhalla. Burtséð frá loftskiptunum sjáfum, þá höfum við í
öndunarveginum þekju og hún skiptir miklu máli því þarna höfum við
bifhár og slímkirtla sem gegna mikilvægu hlutverki. Bifhárin slá
jafnt og þétt bæði daga og nætur og færa slím sem myndast upp úr
lungunum upp í barkakýlið, en við tökum yfirleitt ekki eftir þessu
og kyngjum bara slíminu. Þessi bifhár lamast við sígarettureyk, og
þá þurfum við að hósta slíminu upp.
-
Iðjuþjálfun LIE0103 Hrefna Óskarsd.
Niðri í alveoli eru sérstakar átfrumur sem heita macrophagar.
Þessir marophagar eru monocytar sem sleppa í gegn um veggi alveoli
úr blóðinu og sitja þarna í veggjunum og éta framandi hluti sem að
slppa ofan í öndunarvegina. Bakteríur t.d. geta borist þarna niður,
en ef allt er eins og best er á kosið, þá finna macrophagarnir
bakteríuna og éta hana þannig að þær verði þá ekki til vandræða.
Macrophagar geta skemmst frá sígarettureyk, eða frá útblæstri bíla.
Við höfum æðar í lungunum og þar er lágþrýstikerfi. Þrýstingurinn í
arteria pulmonaris er ekki meiri en 15-25 mmHg á meðan
þrýstingurinn í aorta (ósæðinni) er um 120-140 mmHg. Það er sumsé
5x hærri þrýstingur í systemísku blóðrásinni. Þessar æðar í
lungunum geta víkkað eða þrengst eftir atvikum, það fer allt eftir
því hvert við erum að beina blóðinu. Ef ákveðið svæði í lungunum
fær minna loft en annað, þá herpast æðarnar sama til þess hluta,
vegna þess að það er ekki nauðsynlegt að vera með mikið blóðflæði
til svæða þar sem lítil loftskipti fara fram. Þá beinum við frekar
blóðflæðinu til svæða í lungum þar sem loftskipti eru meiri. Það er
sjálfvirkur mekanismi sem stjórnar þessu. Normalt í hvíld, þá notum
við bara smá hluta af lungunum við öndun. Lungnablöðrur (alveoli)
Lungablöðrurnar eru auðvitað tengdar loftveginum, fínustu
bronchiolunum. Veggurinn í blöðrunum er mjög þunnur og þarna liggja
þekjufrumur af tveimur tegundum; týpa I - alveoli fruma sem er
þekja og týpa II sem framleiðir surfactant. Surfactant er sápukennt
efni sem skiptir ungabörn miklu máli en aðalhlutverk þess er að
minnka yfirborðsspennu. Þetta efni sér til þess að lungnablöðrurnar
haldist opnar og falli ekki saman, það minnkar yfirborðsspennu til
þess. Hjá fyrirburum eru lungun oft svo óþroskuð að þau eru ekki
farin að mynda þetta efni sjálf, og því þarf að gefa þeim
surfactant sem innúðalyf Í blöðruveggnum liggja einnig háræðar og
eru þær einnig í lungnablöðrunum, og svo höfum við nokkuð af
millifrumubili.
Háræð sem liggur í gegnum alveoli. Í háræðini er plasma og
erythrocyta, eða rauð blóðkorn. Veggurinn í háræðinni er ca. 4 μm,
en rbk eru um 7 μm. Súrefni getur diffrentera í gegnum veggin og úr
alveoli, inn í rbk. CO2 fer að sama skapi úr rbk, út í plasmað, í
gegnum vegginn og inn í alveoli.
-
Iðjuþjálfun LIE0103 Hrefna Óskarsd.
Veggur á milli tveggja alveoli blaðra er mjög þunnur, en
veggurinn á blöðrunni inn í háræðina er enn þynnri, hann er kannski
bara brot úr μm. Það er mjög stutt fyrir loft að fara þarna í gegn.
Loftskipta-yfirborð lungnablaðranna í heilbrigðum manni er allt að
200 m2. það er op í lungunum á milli lungnablaðra-kerfanna þannig
að þó ein smá grein af berkju lokist, þá er op í lungunum á milli
lungnablaðranna yfir í lungnablöðru sem tilheyrir nokkurn vegin
næstu berkjugrein. Brjóstkassi: uppbygging Brjóstkassinn skiptir
milu máli við það a draga loft inn í lungun með skilvirkum hætti og
út aftur. Í brjóstholinu höfum við pleura (brjósthimnu), við höfum
tvö lög; annars vegarþað sem klæðir brjóstkassann að innan (pleura
parietalis) og það sem klæðir lungun að utan (pleura visceralis). Á
milli þeirra er svo lofttæmi (interpleural space). Í brjóstholinu
eru nokkrir millilítrar af vökva í hvorum helmingi. Í “normal
ástandi lofttæmi, þar sem plerua parietalis og visceralis liggja
þétt saman. Ef loft kemst þar á milli þá fellur lungað saman. Það
getur einnig gerst ef of stórt gat kemur á lungað. Vantar hnefann í
blöðruna og textann með! Innöndun og útöndun: helstu þættir Við
öndun flæðir loft niur í lungun og út úr þeim aftur. Það verða
loftskipti sérsérstaklega á súrefni og koldíoxíð, inn í þetta kemur
respitation
Súrefnið fer úr alveoli yfir í blóðið og berst þaðan með
slagæðum út í blóðrásina, gegn um vinstri hluta hjartans og í
systemísku háræðarnar. Súrefni fer inn í frumur líkamans, og notum
við þar öndun, eða efnaskipti í frumunum. Til baka kemur koldíoxíð
inn í háræðarnar, sem berast áfram inn í bláæðakerfið og þaðan
árfam in í hægri hlut hjartans og til lungnanna í gegnum veggin á
alveoli, inn í lungnablöðrurnar og þaðan út. Þetta ferli í heild
köllum við restpiration. Ventilation hins vegar, öndun í lungunum
sjálfum, nær bara yfir þessi loftskipti sem fer niður í lungun og
öndunarvegina, alla leið niður í alveoli og út aftur. Þetta flæði
lofts er kallað “bulk” flæði. Hvað loftskipti eru mikil í lungum
fer bæði eftir því hvað við sogum af miklum krafti loft þangað
niður, og svo þrýstingsmunur milli lungnablaðra og umhverfis, vegna
þess að því negatífari þrýstingur sem er í alveoli, því meir sogast
af lofti niður í hann.
-
Iðjuþjálfun LIE0103 Hrefna Óskarsd.
Þrýstingsmunurinn á milli alveoli og umhverfisins er í öfugu
hlutfalli við viðnámið og viðnám snýst um það hvað lungnapípurnar
eru þröngar. Því þrengri sem lungnapípurnar eru, því um meira
viðnám er í þeim. Sem dæmi má nefna að astma sjúklingum gengur
sæmilega að draga að sér andann, en öðru máli gegnir þegar á að
anda frá sér vegna þess að lungnapípurnar eru svo þröngar. Til þess
að loftið komist niður í alveoli, þá verður lungnablaðran að stækka
(reyndar allar 300 milljónirnar af þeim) og þegar við öndum frá
okkur, á skreppur lungnablaðran saman. Ef við getum skapað lofttæmi
(þrýstingur meiri inni) í lungnablöðrunni, þá sogast loftið inn að
meiri krafti. Ef við blásum frá okkur getum við skapað útöndun, en
það gerum við með miklum krafti og með hjálp öndunarvöðvanna í
thorax. Annars er öndun að öllu jöfnu áreynslulaus. Stærð lungna og
þrýstingur í lungnablöðrum. Boyles lögmálið er það að sá þrýstingur
sem skapast út af ákveðnum fjölda loftsameinda í ákveðnum geymi eða
blöðrum, verður í öfugu hlutfalli við stærð geymisins. Ef við
troðum mörgum loftsameindum inn í lítinn geymi, þá verður mikill
þrýstingur í honum, ogá sama hátt, ef geymirinn er stór og fáar
loftsameindir þá verður þrýstingurinn lágur. Við inn og útöndun
breytum við rúmmáli brjóstkassans. Þeð getum við m.a. gert með því
að fletja þindina niður, við gerum það með því að láta hana herpast
saman og svo tum við lyft brjóstinu fram og hvoru tveggja hjálpar
við að auka rúmmálið í thorax. Við innöndun sköpum við lofttæmi,og
það verður lægri þrýstingur inni í thorax, þannig að loftið sogast
inn og síðan þegar við öndum frá okkur, þá aukum við þrýstinginn
þarna inni og loftið þrýstist út. Þega við öndum að okkur, þá þarf
þrýstingurinn að vera lægri í alveoli heldur en í andrúmsloftinu,
svo við fáum loft þangað niður. Í pleura bilinu, sem er venjulega
samfallið, á að vera undirþrýstingur. Svo þegar við öndum frá
okkur, er þrýstingurinn meiri í alveoli heldur en í umhverfinu.