Plaučiai: funkcija, sandara ir dujų apykaita (alveolės, kvėpavimas)

Sužinokite apie plaučius: jų sandarą, alveolių vaidmenį, dujų apykaitą ir kvėpavimą — kaip deguonis patenka į kraują ir anglies dioksidas pašalinamas.

Plaučiai yra daugelio stuburinių gyvūnų (gyvūnų, turinčių stuburą) organas. Jis iš oro paima deguonį ir išstumia anglies dioksidą. Dauguma stuburinių, turinčių plaučius, turi du plaučius.

Gyvūnų plaučiuose vyksta dujų apykaita. Be dujų apykaitos deguonis iš plaučių nepatektų į kraują, todėl organizmo ląstelės negalėtų gauti kvėpavimui reikalingo deguonies.

Alveolės yra drėgnos, kad deguonis iš plaučių per alveoles patektų į kraujagysles ir raudonuosius kraujo kūnelius. Anglies dioksidas iš kraujo patenka į alveoles. Deguonies pripildytas kraujas grįžta į širdį, o alveolėse esantis anglies dioksidas išstumiamas iš plaučių į iškvepiamą orą.

Plaučių sandara

Plaučiai yra porinis organas, esantis krūtinės ertmėje ir apsuptas plaučių pleuros — dviejų sluoksnių serozinės membranos. Kairysis ir dešinysis plaučiai skiriasi: dešinysis paprastai turi tris skiltis, kairysis — dvi (kad tilptų širdis). Pagrindinius plaučių struktūrinius elementus sudaro:

• Bronchai ir bronchaiolės — oro vamzdeliai, kurie dalijasi į vis mažesnius vamzdelius (bronchinę medį) ir veda orą į alveoles.
• Alveolės — smulkios oro ertmės, kurių sienelės yra itin plonos ir padengtos plonu skysčio sluoksniu, leidžiančiu deguoniui ir anglies dioksidui difunduoti per kapiliarų tinklą.
• Pleura — plonas dviejų sluoksnių apvalkalas, kuris sumažina trintį kvėpuojant ir padeda palaikyti neigiamą slėgį tarp krūtinės sienos ir plaučių.

Kvėpavimo mechanika

Kvėpavimas yra dvi pagrindinės stadijos: įkvėpimas ir iškvėpimas. Įkvėpimo metu diafragma (pagrindinis kvėpavimo raumuo) nusileidžia žemyn, o išoriniai tarpkultuliniai raumenys išplečia krūtinę — tai sumažina plaučių vidinį slėgį ir oras įteka. Iškvepiant, raumenys atsipalaiduoja, krūtinė susitraukia ir oras išeina dėl padidėjusio slėgio. Šis procesas yra vadinamas ventiliacija.

Dujų apykaita alveolėse

Alveolių sienelės ir kapiliarų endotelis sudaro ploną barjerą, per kurį deguonis difunduodamas patenka į kapiliarus, o anglies dioksidas — priešinga kryptimi. Keletas svarbių aspektų:

• Paviršinės įtempimo mažinimas: alveolėse esantis surfaktantas sumažina paviršinį įtempimą ir neleidžia alveolėms sugesti iškvepiant.
• Difuzija: dujų mainai vyksta pasyviai, pagal koncentracijų skirtumą — deguonies slėgis yra didesnis alveolėse nei kraujyje, o anglies dioksido slėgis — priešingai.

Kraujo dujų transportas

Daugumą deguonies kraujyje perneša hemoglobinas raudonosiose kraujo ląstelėse, susidarant oksihemoglobinui. Hemoglobino prisijungimas prie deguonies priklauso nuo dalinio deguonies slėgio, temperatūros, pH ir CO2 koncentracijos (tai apibūdina Bohr efekto). Anglies dioksidas kraujyje pernešamas trimis būdais:

• daugiausia — kaip hidrogenkarbonatas (HCO3−) plazmoje (CO2 reaguoja su vandeniu, susidaro anglies rūgštis, kuri disocijuoja);
dalinai — susijungęs su hemoglobinu kaip karbaminohemoglobinas;
• nedidelė dalis — ištirpusi plazmoje.

Kvėpavimo tūriai ir dažnis

• Minutinis kvėpavimas yra kvėpavimų skaičius per minutę, daugeliui suaugusiųjų ramybės būsenoje — apie 12–20 kvėpavimų per minutę.
• Įkvėpimo tūris (tidal volume) — oras, įkvėpiamas per vieną ramų kvėpavimą (~500 ml suaugusiam žmogui).
• Gyvybinė talpa (vital capacity) — didžiausias oras, kurį galima iškvėpti po maksimalios įkvėpimo.

Apsauginės funkcijos ir valymo mechanizmai

Plaučiai turi kelias apsaugos priemones nuo dulkių, mikroorganizmų ir kitos įkvėptos medžiagos:

• Mukociliarinis eskalatorius: gleivės, išskiriamos kvėpavimo takų ląstelių, sulaiko daleles, o plaukteliai (cilijos) jas stumia link gerklės, kur gali būti ryjamos arba iškosėjamos.
• Alveolių makrofagai: fagocituoja mikroorganizmus ir dulkes, likusias alveolėse.

Dažniausios plaučių ligos (trumpai)

• Astma: lėtinis uždegimas ir bronchų spazmai, sukeliantys dusulį, švokštimą.
• Pneumonija (plaučių uždegimas): infekcija, kuri gali užpildyti alveoles skysčiu ir sutrikdyti dujų apykaitą.
• POPL (lytinių obstrukcinių plaučių ligų grupė, pvz., lėtinė obstrukcinė plaučių liga): susiaurėję kvėpavimo takai, dažnai susiję su rūkymu.

Sveikatos patarimai

• Rūkymo vengimas ir oro kokybės gerinimas — svarbiausi veiksniai plaučių sveikatai.
• Reguliari fizinė veikla gerina kvėpavimo raumenų ištvermę ir plaučių funkciją.
• Skiepai (pvz., nuo gripo, pneumokokų) padeda užkirsti kelią kai kurioms rimtoms plaučių infekcijoms.

Šis tekstas apibendrina pagrindines plaučių struktūros ir funkcijos ypatybes, paaiškina, kaip vyksta dujų apykaita alveolėse, bei pateikia trumpą apžvalgą apie plaučių apsaugos mechanizmus ir dažniausias ligas. Jei norite detalesnės informacijos apie kurią nors iš temų (pvz., surfaktanto vaidmuo, konkrečios ligos diagnostika ar gydymas), parašykite — papildysiu.

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kokią funkciją stuburiniams atlieka plaučiai?

K: Kiek plaučių turi dauguma stuburinių gyvūnų?

K: Kas vyksta plaučiuose vykstant dujų apykaitai?

K: Kas yra alveolės?

K: Kokią funkciją plaučiuose atlieka anglies dioksidas?

K: Kur keliauja deguonies pripildytas kraujas, išėjęs iš plaučių?

K: Kur patenka anglies dioksidas, išėjęs iš plaučių?

Paieška pagal raidę