Keuhkot

Jatkuu ylhäältä…

Kkeuhkojen anatomia

Pleura

Pleura on kaksikerroksinen seerumikalvo, joka ympäröi kutakin keuhkoa. Rintaontelon seinämään kiinnittynyt keuhkopussi muodostaa kalvon uloimman kerroksen. Viskeraalinen pleura muodostaa keuhkojen ulkopintaa peittävän kalvon sisemmän kerroksen.

Pareetaalisen ja viskeraalisen pleuran välissä on keuhkopussin ontelo, joka muodostaa onton tilan, johon keuhkot voivat laajentua sisäänhengityksen aikana. Keuhkopussikalvojen erittämä seerumineste voitelee keuhkopussiontelon sisäpuolta estääkseen keuhkojen ärsytyksen hengityksen aikana.

Ulkoinen anatomia

Keuhkot valtaavat suurimman osan rintaontelon sisällä olevasta tilasta, ja keuhkot ulottuvat sivusuunnassa sydämestä rintakehän molemmilla puolilla oleviin kylkiluihin ja jatkuvat takapuolella selkärankaa kohti. Kukin pehmeä, sienimäinen keuhko on suunnilleen kartion muotoinen, ja keuhkojen ylempi pää muodostaa kartion kärjen ja alempi pää pohjan. Keuhkojen ylempi pää kapenee pyöreäksi kärjeksi, jota kutsutaan kärjeksi. Keuhkojen alempi pää, jota kutsutaan tyveksi, lepää kuppimaisen pallean päällä. Keuhkojen tyvi on kovera seuraten pallean ääriviivoja.

Vasen keuhko on hieman pienempi kuin oikea keuhko, koska 2/3 sydämestä sijaitsee kehon vasemmalla puolella. Vasemmassa keuhkossa on sydämen lovi, joka on keuhkossa oleva syvennys, joka ympäröi sydämen kärkeä.

Kumpikin keuhko koostuu useista erillisistä lohkoista. Oikeassa keuhkossa (suurempi keuhko) on kolme lohkoa – ylempi, keskimmäinen ja alempi lohko. Vaakasuora halkeama erottaa ylemmän keuhkolohkon keskimmäisestä lohkosta, kun taas oikea vino halkeama erottaa keskimmäisen ja alemman lohkon toisistaan. Pienemmässä vasemmassa keuhkossa on vain 2 lohkoa – ylempi ja alempi – joita erottaa vasen vinohalkeama.

Bronchi

A ilma tulee elimistöön nenän tai suun kautta ja kulkee nielun, kurkunpään ja henkitorven kautta. Juuri ennen keuhkoihin pääsyä henkitorvi jakautuu vasempaan ja oikeaan keuhkoputkeen – suuriin, onttoihin putkiin, jotka on tehty hyaliinirustosta ja joita vuoraa säikeinen pseudostratifioitunut epiteeli. Keuhkoputkien hyaliinirusto muodostaa C-kirjaimen muotoisia epätäydellisiä renkaita, joiden avoin osa osoittaa keuhkoputkien takaosaan. Jäykkä hyaliinirusto estää keuhkoputkia romahtamasta ja estämästä ilmavirtausta keuhkoihin. Pseudostratifioitunut epiteeli reunustaa hyaliinirenkaan sisäpuolta ja yhdistää renkaan keskeneräiset päät muodostaen D-kirjaimen muotoisen onton putken, jonka litteä osa osoittaa posterioriseen suuntaan. Kukin keuhko saa ilmaa yhdestä suuresta primaaripronkulaarista.

Kun primaaripronkulaarit tulevat keuhkoihin, ne haarautuvat pienemmiksi sekundaaripronkulaareiksi, jotka kuljettavat ilmaa keuhkojen kuhunkin lohkoon. Näin ollen oikea keuhkoputki haarautuu 3 toissijaiseksi keuhkoputkeksi, kun taas vasen keuhko haarautuu 2 toissijaiseksi keuhkoputkeksi. Toissijaiset keuhkoputket haarautuvat edelleen moniksi pienemmiksi kolmannen asteen keuhkoputkiksi kussakin keuhkolohkossa. Sekundaariset ja tertiääriset keuhkoputket parantavat keuhkojen tehokkuutta jakamalla ilmaa tasaisesti kussakin keuhkolohkossa.

Pseudostratifioitunut epiteeli, joka reunustaa keuhkoputkia, sisältää paljon värekarvoja ja mukulasoluja. Hiukset ovat pieniä karvamaisia solun ulokkeita, jotka ulottuvat solujen pinnalta. Rakkulasolut ovat erikoistuneita epiteelisoluja, jotka erittävät limaa keuhkoputkien limakalvon päällystämiseksi. Hiukset liikkuvat yhdessä työntääkseen pikarisolujen erittämää limaa pois keuhkoista. Keuhkoihin tulevassa ilmassa olevat pölyhiukkaset ja jopa taudinaiheuttajat, kuten virukset, bakteerit ja homeet, tarttuvat limaan ja kulkeutuvat ulos hengitysteistä. Näin lima auttaa pitämään keuhkot puhtaina ja vapaina sairauksista.

Bronchiolit

Tertiäärisistä keuhkoputkista haarautuu monia pieniä keuhkoputkia. Bronchiolit eroavat keuhkoputkista sekä kooltaan (ne ovat pienempiä) että seinämiensä koostumuksen suhteen. Kun keuhkoputkien seinämissä on hyaliinirustorenkaita, keuhkoputket koostuvat elastiinikuiduista ja sileästä lihaskudoksesta. Keuhkoputkien seinämien kudoksen ansiosta keuhkoputkien halkaisija voi muuttua merkittävästi. Kun elimistö tarvitsee keuhkoihin suurempia ilmamääriä, kuten liikunnan aikana, keuhkoputket laajenevat suuremman ilmavirtauksen mahdollistamiseksi. Vastauksena pölyyn tai muihin ympäristön epäpuhtauksiin keuhkoputket voivat supistua estääkseen keuhkojen saastumisen.

Pronchiolit haarautuvat edelleen moniin pieniin terminaalipronchioleihin. Terminaaliset bronkiolit ovat keuhkojen pienimpiä ilmaputkia, ja ne päättyvät keuhkojen keuhkorakkuloihin. Keuhkoputkien tavoin terminaalipronchiolit ovat elastisia, ja ne pystyvät laajentumaan tai supistumaan hallitakseen ilmavirtausta keuhkorakkuloihin.

Alveolit

Alveolit ovat keuhkojen toiminnallisia yksiköitä, jotka mahdollistavat kaasunvaihdon keuhkoissa olevan ilman ja keuhkojen kapillaareissa olevan veren välillä. Alveolit sijaitsevat pieninä ryhminä, joita kutsutaan alveolipusseiksi, keuhkoputkien päätepussin päässä. Jokainen alveoli on ontto, kupinmuotoinen ontelo, jota ympäröivät monet pienet kapillaarit.

Alveolien seinämiä vuoraa yksinkertaiset levyepiteelisolut, joita kutsutaan alveolisoluiksi. Ohut sidekudoskerros on alveolisolujen alla ja tukee niitä. Kapillaarit ympäröivät sidekudosta alveolin ulkoreunalla. Hengityskalvo muodostuu kohtaan, jossa kapillaarin seinämät koskettavat alveolien seinämiä. Hengityskalvolla kaasunvaihto tapahtuu vapaasti ilman ja veren välillä alveolien ja kapillaarin erittäin ohuiden seinämien läpi.

Alveolien sisällä on myös seepiansoluja ja makrofageja. Septalisolut tuottavat alveolinestettä, joka päällystää alveolien sisäpinnan. Alveolineste on erittäin tärkeää keuhkojen toiminnalle, sillä se on surfaktantti, joka kostuttaa alveoleja, auttaa ylläpitämään keuhkojen kimmoisuutta ja estää ohuita alveolien seinämiä romahtamasta. Alveoleissa olevat makrofagit pitävät keuhkot puhtaina ja vapaina infektioista vangitsemalla ja fagosytoimalla patogeenit ja muut vieraat aineet, jotka pääsevät alveoleihin hengitysilman mukana.

Keuhkojen fysiologia

Pulmonaalinen ventilaatio

Keuhkomme saavat ilmaa ulkoisesta ympäristöstä alipainehengityksen avulla. Alipainehengitys edellyttää paine-eroa keuhkorakkuloiden sisällä olevan ilman ja ilmakehän ilman välillä. Keuhkoja ympäröivät lihakset, kuten pallea, välikarsinan lihakset ja vatsalihakset, laajenevat ja supistuvat rintaontelon tilavuuden muuttamiseksi. Lihakset laajentavat rintaonteloa ja alentavat painetta keuhkorakkuloiden sisällä vetääkseen ilmakehän ilmaa keuhkoihin. Tätä ilmaa keuhkoihin imevää prosessia kutsutaan sisäänhengitykseksi tai sisäänhengitykseksi. Lihakset voivat myös supistaa rintaontelon kokoa nostaakseen painetta keuhkorakkuloiden sisällä ja pakottaakseen ilmaa ulos keuhkoista. Tätä prosessia, jossa ilmaa työnnetään ulos keuhkoista, kutsutaan uloshengitykseksi tai ekspiraatioksi.

Normaaliin hengitykseen kuuluu useita eri mekanismeja.

• Matalahengitys saadaan aikaan supistamalla palleaa ja ulompia interkostaalilihaksia sisäänhengitystä varten. Uloshengityksen aikana lihakset rentoutuvat ja keuhkojen kimmoisuus palautuu lepotilavuuteensa, jolloin ilma poistuu keuhkoista.
• Vartalomme toteuttaa syvähengityksen pallean voimakkaalla sisäänpäin suuntautuvalla liikkeellä kohti vatsaa. Ulommat interkostaalilihakset yhdessä kaulan sternocleidomastoideus- ja scalenalene-lihasten kanssa laajentavat kylkiluiden välistä tilaa, jolloin rintakehän tilavuus kasvaa. Syvän uloshengityksen aikana sisäiset interkostaalilihakset ja vatsalihakset supistuvat pienentääkseen rintaontelon tilavuutta ja pakottaen ilmaa ulos keuhkoista.
• Eupnea on hiljaista hengitystä, joka tapahtuu kehon ollessa levossa. Eupnean aikana elimistö on enimmäkseen riippuvainen matalasta hengityksestä, jossa on satunnaisia syviä hengityksiä, koska elimistö tarvitsee hieman korkeampaa kaasujenvaihtoa.

Keuhkojen tilavuus

Keuhkojen kokonaisilmatilavuus on noin 4-6 litraa, ja se vaihtelee henkilön koon, iän, sukupuolen ja hengityselinten terveyden mukaan. Keuhkojen tilavuutta mitataan kliinisesti laitteella, jota kutsutaan spirometriksi. Normaali matala hengitys siirtää vain pienen osan keuhkojen kokonaistilavuudesta kehoon ja ulos kehosta jokaisella hengenvedolla. Tämä ilmamäärä, jota kutsutaan hengitystilavuudeksi, on yleensä vain noin 0,5 litraa. Syvä hengitys voi pakottaa enemmän ilmaa keuhkoihin ja keuhkoista ulos kuin pinnallisen hengityksen aikana. Syvähengityksen aikana vaihdetun ilman määrää kutsutaan vitaalikapasiteetiksi, ja se on 3-5 litraa riippuen henkilön keuhkojen kapasiteetista. Keuhkoihin jää koko ajan, myös syvän uloshengityksen aikana, noin 1 litra ilmaa. Keuhkoihin jokaisella hengenvedolla tuleva raikas ilma sekoittuu keuhkoissa olevaan jäännösilmaan niin, että jäännösilma vaihtuu hitaasti ajan mittaan myös levossa.

Sisäinen hengitys

Sisäinen hengitys on hapen ja hiilidioksidin vaihtumista keuhkorakkuloiden sisällä olevan ilman ja keuhkojen kapillaareissa olevan veren välillä. Alveolien sisällä olevassa ilmassa on korkeampi hapen osapaine kuin kapillaareissa olevassa veressä. Vastaavasti keuhkojen kapillaareissa olevassa veressä on korkeampi hiilidioksidin osapaine kuin keuhkorakkuloissa olevassa ilmassa. Nämä osapaineet aiheuttavat sen, että happi diffundoituu ilmasta vereen hengityskalvon kautta. Samalla hiilidioksidi diffundoituu verestä ilmaan hengityskalvon kautta. Hapen vaihtuminen vereen ja hiilidioksidin vaihtuminen ilmaan mahdollistaa sen, että keuhkoista lähtevä veri tuottaa happea elimistön soluille ja samalla hiilidioksidijätteet laskeutuvat ilmaan.

Hengityksen ohjaus

Hengitystä ohjaavat aivot, ja sitä voidaan ohjata sekä tietoisesti että tiedostamatta.

• Hengityksen tiedostamatonta ohjausta ylläpitää aivorungon hengityskeskus. Hengityskeskus tarkkailee veren kaasupitoisuuksia ja säätää hengityksen nopeutta ja syvyyttä tarpeen mukaan. Liikunnan tai muun rasituksen aikana hengityskeskus lisää automaattisesti hengitystaajuutta, jotta veren happipitoisuus pysyy vakiona. Levossa hengityskeskus vähentää hengitystaajuutta hyperventilaation estämiseksi ja veren terveiden happi- ja hiilidioksidipitoisuuksien ylläpitämiseksi.
• Hengityksen tietoista kontrollia ylläpitää aivojen aivokuori. Aivokuori voi ohittaa hengityskeskuksen ja tekee niin usein toimintojen, kuten puhumisen, nauramisen ja laulamisen aikana. Hengityksen tiedostamaton hallinta jatkuu heti, kun hengityksen tietoinen hallinta loppuu, mikä estää elimistöä tukehtumasta hengityksen puutteeseen.

KEUHKOSAIRAUDET

On olemassa monia sairauksia ja tiloja, jotka heikentävät keuhkojemme normaalia toimintaa ja johtavat jopa kuolemaan. Selaa hengityselinsairauksia ja -tiloja käsittelevää osiotamme saadaksesi lisätietoja yleisistä terveysongelmista, kuten astmasta ja keuhkokuumeesta. Saatat myös olla kiinnostunut oppimaan lisää siitä, miten DNA-terveystesteillä voidaan seuloa geneettinen riski, joka liittyy alidiagnosoituun perinnölliseen sairauteen nimeltä alfa-1-antitrypsiinin puutos.