Что делают легкие и как они функционируют?
Самая важная функция легких - забирать кислород из окружающей среды и передавать его в кровоток.
Делая более 6 миллионов вдохов в год, легкие влияют на все аспекты нашего тела и здоровья.
В этой статье рассматривается форма и функция легких, болезни, поражающие легкие, и способы сохранения легких в здоровом состоянии.
Быстрые факты о легких
- Левое и правое легкие бывают разных размеров.
- Легкие играют роль во многих функциях, включая регулирование кислотности организма.
- Курение табака - самая большая причина жалоб, связанных с легкими.
- Профилактические меры и меры, связанные с образом жизни, могут помочь сохранить здоровье легких.
Структура
Легкие не только позволяют нам дышать и разговаривать, но также поддерживают сердечно-сосудистую систему и, среди прочего, помогают поддерживать уровень pH в организме.
Легкие расположены в груди, за грудной клеткой по обе стороны от сердца. Они имеют примерно коническую форму с закругленным концом на вершине и более плоским основанием в месте пересечения с диафрагмой.
Хотя они парные, легкие не равны по размеру и форме.
В левом легком есть выемка, граничащая с местом расположения сердца, называемая сердечной выемкой. Правое легкое короче, чтобы оставить место для печени.
В целом, левое легкое имеет немного меньший вес и емкость, чем правое.
Легкие окружены двумя оболочками, известными как легочные плевры. Внутренний слой непосредственно выстилает внешнюю поверхность легких, а внешний слой прикреплен к внутренней стенке грудной клетки.
Пространство между двумя оболочками заполнено плевральной жидкостью.
Функция
Основная роль легких - забирать воздух из атмосферы и пропускать кислород в кровоток. Оттуда он циркулирует по всему телу.
Для правильного дыхания требуется помощь структур за пределами легких. Чтобы дышать, мы используем мышцы диафрагмы, межреберные мышцы (между ребрами), мышцы живота, а иногда даже мышцы шеи.
Диафрагма - это мышца, имеющая куполообразную форму вверху и расположенную под легкими. Он обеспечивает большую часть работы, связанной с дыханием.
По мере сокращения он движется вниз, освобождая больше места в грудной полости и увеличивая способность легких расширяться. По мере увеличения объема грудной клетки давление внутри падает, и воздух всасывается через нос или рот и опускается в легкие.
Когда диафрагма расслабляется и возвращается в исходное положение, объем легких уменьшается, потому что давление внутри грудной полости повышается, и легкие вытесняют воздух.
Легкие подобны мехам. Когда они расширяются, воздух засасывается за кислородом. Когда они сжимаются, обмененные отходы углекислого газа выталкиваются обратно во время выдоха.
Когда воздух попадает в нос или рот, он спускается по трахее, также называемой дыхательным горлом. После этого он достигает участка, называемого киля. У киля трахея разделяется на две части, образуя два главных бронха. Один ведет к левому легкому, а другой - к правому.
Оттуда, как ветки на дереве, трубчатые бронхи снова разделились на более мелкие бронхи, а затем еще более мелкие бронхиолы. Этот постоянно сокращающийся трубопровод в конечном итоге заканчивается в альвеолах, которые представляют собой небольшие окончания воздушного мешка.
Здесь происходит газообмен.
Альвеолы
Альвеолы - конечная точка пути кислорода из внешнего мира в глубины легких.
Альвеолы - это крошечные мешочки микроскопических размеров, каждый из которых обернут тонкой сеткой капилляров.
У каждого человека около 700 миллионов индивидуальных альвеол. Общая площадь поверхности мембраны, которую обеспечивают альвеолы, составляет 70 квадратных метров. Часто говорят, что он размером с половину теннисного корта.
После легких организм забирает кислород из кровотока в другие ткани, перемещаясь по кровеносной системе.
Кровь, отдавшая кислород в обмен на углекислый газ из тканей, затем проходит через сердце и направляется в легкие, чтобы достичь капилляров, окружающих альвеолы.
Альвеолы теперь содержат новый запас кислорода, которым вдохнул человек. Этот кислород проходит через мембрану, называемую альвеолярно-капиллярной мембраной, в кровоток.
В то же время углекислый газ, скопившийся в кровотоке во время путешествий по телу, попадает в альвеолы. Оттуда он снова выдыхается в атмосферу во время выдоха.
Проще говоря, когда кислород входит, углекислый газ выходит наружу. Это газовый обмен.
Поверхностно-активное вещество в легких
Специальные клетки альвеол вырабатывают соединение, известное как легочное сурфактант. Он состоит из липидов, белков и углеводов.
Поверхностно-активное вещество имеет как гидрофильные, так и гидрофобные участки. Гидрофильные участки притягиваются к воде, а гидрофобные участки отталкиваются водой.
Легочный сурфактант выполняет ряд жизненно важных функций.
К ним относятся:
- что обеспечивает лучшую эффективность дыхания
- предотвращение схлопывания альвеол на самих себя
Каждая альвеола похожа на пластиковый пакет, который влажный внутри. Если бы не было поверхностно-активного вещества, мешок схлопнулся бы сам по себе, и внутренние стороны слиплись бы. Поверхностно-активное вещество предотвращает это с альвеолами.
Легочный сурфактант выполняет свою роль, уменьшая величину поверхностного натяжения. Таким образом уменьшается усилие, необходимое для надувания альвеол.
Перед рождением производство сурфактанта начинается только на последних неделях беременности.
Вот почему у недоношенных детей возникают проблемы с дыханием, называемые респираторным дистресс-синдромом (RDS).
Другие функции легких
Дыхание - самая известная роль легких, но они выполняют и другие важные функции.
Баланс pH: слишком много углекислого газа может вызвать закисление организма. Если легкие обнаруживают повышение кислотности, они увеличивают скорость вентиляции, чтобы удалить больше нежелательного газа.
Фильтрация: легкие фильтруют мелкие сгустки крови, и они могут удалять мелкие пузырьки воздуха, известные как воздушная эмболия, если они возникают.
Защита: легкие могут действовать как амортизатор для сердца при определенных типах столкновений.
Защита от инфекции: определенные мембраны в легких выделяют иммуноглобулин А. Это защищает легкие от некоторых инфекций.
Мукоцилиарный клиренс: слизь, выстилающая дыхательные пути, улавливает частицы пыли и бактерии. Крошечные волоскоподобные выступы, известные как реснички, перемещают эти частицы вверх в положение, в котором они могут кашляться или проглатываться и разрушаться пищеварительной системой.
Резервуар крови: количество крови в легких может варьироваться в любой момент. Эта функция может быть полезна, например, во время тренировки. Количество крови, которое могут содержать легкие, может варьироваться от 500 до 1000 миллилитров (мл). Легкие взаимодействуют с сердцем и могут помочь ему работать более эффективно.
Речь: Без воздушного потока человечество было бы без любимого времяпрепровождения.
Респираторная инфекция
Респираторные заболевания могут поражать любую часть дыхательной системы, от верхних дыхательных путей до бронхов и вплоть до альвеол.
Часто встречаются заболевания дыхательной системы. Ежегодно в США регистрируются миллионы случаев простуды.
Воспалительные заболевания легких
В эту группу входят:
- астма
- кистозный фиброз
- острый респираторный дистресс-синдром
- хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), включая эмфизему и хронический бронхит
ХОБЛ обычно возникает в результате повреждения легких, вызванного курением табака.
Астма проявляется обструктивным сужением и отеком дыхательных путей, а также выделением избыточной слизи. Это вызывает одышку и хрипы.
Триггеры включают:
- табачный и древесный дым
- пылевые клещи
- загрязнение воздуха
- аллергены тараканов
- плесень
- стресс
- инфекции
- некоторые продукты
Никто точно не знает, почему астма поражает одних людей, а других - нет.
Рестриктивные заболевания легких
Это означает, что дыхательные пути ограничены.
Это может произойти в результате:
- легкие становятся жесткими
- проблема с грудной стенкой или дыхательными мышцами, например, как при идиопатическом муковисцидозе
- искривление позвоночника
- ожирение
Количество воздуха, которое может втянуть человек, уменьшается, и вдыхать становится труднее.
Инфекции дыхательных путей
Инфекции могут возникнуть в любом месте дыхательных путей. Их можно описать как:
Инфекция верхних дыхательных путей: наиболее частым заболеванием является простуда (вирусная). Другие включают ларингит, фарингит и тонзиллит.
Инфекция нижних дыхательных путей: наиболее распространенным типом является бактериальная инфекция и особенно бактериальная пневмония. Другие причины инфекции нижних дыхательных путей включают вирусы и грибки.
Эти типы инфекций могут вызвать осложнения, включая абсцессы легких и распространение инфекции в плевральную полость.
Опухоли
Опухоли дыхательной системы могут быть злокачественными и доброкачественными.
Злокачественные опухоли: 14 процентов всех новых диагнозов рака приходится на первичный рак легких. Рак легких является вторым по распространенности типом рака и основной причиной смертности от рака как у мужчин, так и у женщин.
Большинство случаев рака легких возникает из-за курения сигарет. Вся кровь в организме проходит от сердца через легкие, поэтому рак может легко распространиться на другие части тела.
Доброкачественные опухоли: доброкачественные опухоли - менее частая причина респираторных заболеваний. Один из примеров - гамартома. Они могут сдавливать окружающие ткани, но обычно протекают бессимптомно.
Заболевания плевральной полости
Плевральная полость - это промежуток между внутренней и внешней плевральными оболочками, которые покрывают легкие снаружи.
Плевральный выпот: в плевральной полости скапливается жидкость, часто из-за рака грудной клетки или рядом с ней. Это также может быть связано с застойной сердечной недостаточностью или циррозом печени. Другие причины включают воспаление плевры, которое может возникнуть при инфекции.
Пневмоторакс: может возникнуть в результате травмы, например, пулевого ранения. Воздух внутри плевральной полости называется пневмотораксом. Это сжимает легкие, а в тяжелых случаях заставляет их схлопнуться, как воздушный шар.
Легочные сосудистые заболевания
Заболевания легочных сосудов поражают сосуды, по которым кровь проходит через легкие.
Примеры включают:
Эмболия легочной артерии: сгусток крови образуется в другом месте тела и перемещается с кровотоком в сердце, а затем в легкие, где он застревает. Это может привести к внезапной смерти. Реже эмболия может состоять из жира, околоплодных вод или воздуха.
Легочная артериальная гипертензия: в легочных артериях может возникнуть повышенное давление. Иногда причины этого неясны.
Отек легких: чаще всего возникает в результате застойной сердечной недостаточности. Утечка жидкости из капилляров в воздушные пространства внутри альвеол.
Легочное кровотечение: поврежденные и воспаленные капилляры могут просачивать кровь в альвеолы. Симптомом может быть кровохарканье.
Советы для хорошего здоровья легких
Способы сохранения здоровья легких включают:
Отказ от курения: курение табака, как первых, так и вторых рук, может привести к раку легких и ХОБЛ, включая хронический бронхит и эмфизему. Курение приводит к сужению дыхательных путей, вызывает воспаление легких и со временем разрушает ткани. Сделайте свой дом зоной, свободной от табачного дыма.
Профилактика инфекции: способы предотвращения распространения респираторных инфекций, включая мытье рук, избегать скопления людей в сезон гриппа и спрашивать вашего врача о вакцинации против гриппа и пневмонии.
Упражнения: аэробные упражнения улучшают объем легких, а поддержание формы помогает предотвратить другие заболевания, которые могут повлиять на легкие.
Обследования: регулярные проверки здоровья, даже если вы чувствуете себя хорошо, могут выявить проблемы на ранних стадиях, когда их легче лечить.
Как избежать воздействия загрязнителей: химические вещества, используемые в саду или дома, могут повредить легкие. При использовании сильнодействующих химикатов надевайте маску. Радон - это химическое вещество естественного происхождения, от которого ежегодно умирает 21 000 случаев рака легких в США. Около 2 900 из этих людей никогда не курили.
Контроль влажности: поддерживайте влажность в помещении на приемлемом уровне с помощью вытяжных вентиляторов и вентиляционных отверстий. По возможности держите влажные поверхности чистыми и сухими. Хорошая идея - обеспечить проветривание дома свежим воздухом.
