Samantekt kafla
Samantekt kafla
39.1 Kerfi loftskipta
Öndunarkerfi dýra eru gerð til að auðvelda loftskipti. Hjá spendýrum er loft hitað og rakamettað í nefholi. Það fer síðan niður kok, um barka og inn í lungu. Í lungunum fer loftið um greinóttar berkjur og áfram til öndunarberklinga, þar sem fyrstu loftskiptin fara fram. Öndunarberklingar opnast í lungnablöðruganga, lungnablöðrusekki og lungnablöðrur. Mikill fjöldi lungnablaðra og lungnablöðrusekkja gefur lungunum mjög stórt yfirborð fyrir loftskipti. Nokkrar varnir hindra skemmdir og sýkingar: hár og slím í nefholi fanga ryk, óhreinindi og aðrar agnir áður en þær komast inn í kerfið. Í lungunum festast agnir í slímlagi og bifhærðar frumur flytja þær upp að vélindaopinu efst í barka, þar sem þeim er kyngt.
39.2 Loftskipti yfir öndunaryfirborð
Lungun geta rúmað mikið loftmagn, en þau eru venjulega ekki fyllt að heildarlungnarýmd. Mælingar á lungnarúmmálum ná til öndunarrúmmáls, útöndunarvararúmmáls, innöndunarvararúmmáls og loftleifar. Summa þessara rúmmála er heildarlungnarýmd. Flutningur lofttegunda inn í eða út úr lungum ræðst af þrýstingi lofttegundanna. Loft er blanda lofttegunda og því er hægt að reikna hlutþrýsting hverrar lofttegundar til að skýra stefnu flæðisins í lungunum. Munur á hlutþrýstingi knýr súrefni inn í vefi og koltvíoxíð út úr líkamanum.
39.3 Öndun
Gerð lungna og brjósthols stjórnar aflfræði öndunar. Við innöndun dregst þindin saman og færist niður. Millirifjavöðvar dragast saman og þenja brjóstvegginn út á við. Þrýstingur í fleiðruholi lækkar, lungun þenjast út og loft dregst inn í öndunarvegina. Við útöndun slaknar á millirifjavöðvum og þind og þrýstingur í fleiðruholi fer aftur í hvíldarstöðu. Lungun dragast saman vegna teygjanlegs afturkasts og loft fer að mestu óvirkt út úr lungunum. Mikil yfirborðsspenna myndast á mörkum lofts og vökva í lungnablöðrum. Yfirborðsvirkt efni, blanda fosfólípíða og lípópróteina, lækkar þessa yfirborðsspennu og gerir lungnablöðrum kleift að opnast.
Öndun og loftskipti breytast þegar eftirgefanleiki eða viðnám lungna breytist. Ef eftirgefanleiki minnkar, eins og í herpusjúkdómum á borð við lungnatrefjun, verður lungnavefur stífari og öndun erfiðari. Ef viðnám eykst, eins og í astma eða lungnaþembu, þrengjast eða lokast loftvegir, loft lokast inni í lungum og öndun verður erfiðari. Breytingar á loftun öndunarvega eða blóðflæði um lungnaslagæðar geta einnig truflað loftskipti. Slíkt loftunar-/gegnflæðismisræmi, eða V/Q-misræmi, getur stafað af líffærafræðilegum eða lífeðlisfræðilegum breytingum.
39.4 Flutningur lofttegunda í líkamsvökvum manna
Blóðrauði er prótein í rauðum blóðkornum. Hann er úr tveimur alfa- og tveimur beta-undireiningum sem umlykja járninnihaldandi hemhóp. Súrefni binst hemhópnum auðveldlega og sækni blóðrauða í súrefni eykst eftir því sem fleiri súrefnissameindir bindast. Sjúkdómar og breyttar aðstæður í líkamanum geta breytt súrefnisbindingu og ýmist aukið eða minnkað losun súrefnis frá blóðrauða.
Koltvíoxíð flyst með blóði á þrjá vegu: það leysist beint í blóði, binst plasmapróteinum eða blóðrauða, eða breytist í bíkarbónat. Mestur hluti koltvíoxíðs er fluttur með bíkarbónat-búfferkerfinu. Koltvíoxíð flæðir inn í rauð blóðkorn, þar sem kolsýruanhýdrasi breytir því ásamt vatni í kolsýru (H₂CO₃). Kolsýra klofnar síðan í bíkarbónat og H⁺. H⁺ binst blóðrauða og bíkarbónat fer út úr rauðu blóðkornunum í skiptum fyrir klóríðjón; það ferli kallast klóríðskipti. Í lungunum flyst bíkarbónat aftur inn í rauð blóðkorn, H⁺ losnar frá blóðrauða og sameinast bíkarbónati í kolsýru, sem kolsýruanhýdrasi breytir aftur í koltvíoxíð og vatn. Koltvíoxíðinu er síðan andað út úr lungunum.