Légzőrendszer: A gázcsere útjaink

Az emberi légzőrendszer az oxigén beviteléért és a szén-dioxid kiürítéséért felelős szervek sorozata. A légzőrendszer elsődleges szervei a tüdő, amely ezt a gázcserét végzi a légzés során.

A tüdő a keringési rendszerrel együttműködve oxigénben gazdag vért pumpál a test minden sejtjéhez. A vér ezután összegyűjti a szén-dioxidot és más salakanyagokat, és visszaszállítja őket a tüdőbe, ahol kilégzéskor kipumpálja őket a szervezetből, az American Lung Association szerint.

Az emberi szervezetnek oxigénre van szüksége az életben maradáshoz. A National Institute of Neurological Disorders and Stroke szerint oxigén nélkül már körülbelül öt perc elteltével elkezdenek pusztulni az agysejtek, ami agykárosodáshoz és végül halálhoz vezethet.

Az embernél az átlagos légzés, vagyis a légzésszám leginkább az életkortól függ. A Stanford Children’s Health szerint az újszülöttek normális légzési üteme percenként körülbelül 40-60-szoros, és lelassulhat percenként 30-40 alkalomra, amikor a baba alszik. Az Európai Légzőszervi Társaság szerint a felnőttek átlagos nyugalmi légzési gyakorisága 12-16 légzés/perc, testmozgás közben pedig akár 40-60 légzés/perc is lehet.

A légzőrendszer részei

A légzés során az oxigén az orrba vagy a szájba jut, és áthalad az arcüregeken, amelyek a koponyában lévő üreges terek, amelyek segítenek szabályozni a belélegzett levegő hőmérsékletét és páratartalmát.

A melléküregekből a levegő a légcsövön, más néven légcsövön keresztül jut a hörgőkbe, amelyek két csőből állnak, amelyek a levegőt az egyes tüdőkbe szállítják (mindegyik hörgőt hörgőnek nevezik). A hörgőket apró, csillóknak nevezett szőrszálak bélelik, amelyek ide-oda mozognak, és a nyálkát felfelé és kifelé szállítják. A nyálka egy ragacsos folyadék, amely összegyűjti a tüdőbe jutott port, baktériumokat és egyéb anyagokat, és amelyet tüsszentéskor és köhögéskor kilökünk.

A hörgők ismét szétválnak, hogy a levegőt az egyes tüdőlebenyekbe szállítsák. A jobb tüdőnek három lebenye van, míg a bal tüdőnek csak kettő, hogy helyet adjon a szívnek, az Amerikai Tüdőszövetség szerint. A lebenyeket apró, szivacsos zsákok, úgynevezett alveolusok töltik ki, ahol az oxigén és a szén-dioxid cseréje történik.

Az alveolusok fala rendkívül vékony (körülbelül 0,2 mikrométer), és egyetlen szövetrétegből, úgynevezett hámsejtekből és apró vérerekből, úgynevezett tüdőkapillárisokból áll. A vér a hajszálerekben oxigént vesz fel és szén-dioxidot bocsát ki. Az oxigéndús vér ezután a tüdővénába jut. Ez a véna az oxigénben gazdag vért a szív bal oldalára szállítja, ahonnan az a test minden részébe eljut. A vér által hátrahagyott szén-dioxid az alveolusokba kerül, és a kilélegzett levegővel távozik.

A rekeszizom, egy kupola alakú izom a tüdő alján, szabályozza a légzést, és elválasztja a mellkasi üreget a hasüregtől. Amikor levegőt veszünk be, a rekeszizom megfeszül és lefelé mozog, így nagyobb helyet biztosítva a tüdőnek, hogy megteljen levegővel és kitáguljon. Kilégzéskor a rekeszizom kitágul és összenyomja a tüdőt, kiszorítva a levegőt.

Légzőrendszeri betegségek

A légzőrendszer betegségei és állapotai két kategóriába sorolhatók: Fertőzések, mint például az influenza, a bakteriális tüdőgyulladás és az enterovírusos légúti vírus, és krónikus betegségek, mint például az asztma és a krónikus obstruktív tüdőbetegség (COPD). Dr. Neal Chaisson szerint, aki a Clevelandi Klinikán tüdőgyógyászatot folytat, a vírusfertőzésekkel kapcsolatban nem sokat lehet tenni, csak hagyni, hogy lefolyjanak. “Az antibiotikumok nem hatékonyak a vírusok kezelésében, és a legjobb, amit tehetünk, hogy pihenünk” – mondta.

A legtöbb egészséges ember számára a leggyakoribb légúti betegség, amellyel szembesülhetnek, egy fertőzés, Dr. Matthew Exline, az Ohio Állami Egyetem Wexner Orvosi Központjának tüdőgyógyásza és intenzív terápiás szakértője szerint. A köhögés az első tünet, amelyet esetleg láz kísér.

“A köhögés azonban krónikus légzőszervi betegségek, például asztma, krónikus hörghurut vagy tüdőtágulás jele is lehet” – mondta. “Krónikus tüdőbetegségben a legtöbb légzőszervi betegség légszomjjal jelentkezik, kezdetben megerőltetéskor, például jelentős távolság megtétele vagy több lépcsőfok megmászása esetén.”

Az asztma a tüdő légutainak krónikus gyulladása, amely Tonya Winders, az Allergia & Asthma Network elnöke szerint köhögést, zihálást, mellkasi szorítást vagy légszomjat okoz. Ezek a jelek és tünetek rosszabbodhatnak, ha az illető ki van téve a kiváltó okoknak, amelyek közé tartozhat a légszennyezés, a dohányfüst, a gyári füst, a tisztítószerek, a fertőzések, a pollenek, az élelmiszerek, a hideg levegő, a testmozgás, a vegyi anyagok és a gyógyszerek. A CDC szerint az Egyesült Államokban több mint 25 millió ember (vagyis 13 felnőttből 1, 12 gyermekből 1) asztmás.

A COPD, amelyet néha krónikus hörghurutnak vagy tüdőtágulásnak is neveznek, egy krónikus és előrehaladó betegség, amelynek során a tüdőbe be- és kiáramló levegő mennyisége csökken, így nehezebbé válik a légzés. Az Amerikai Tüdőszövetség szerint idővel a tüdőben lévő légutak begyulladnak és megvastagodnak, így nehezebben tudnak megszabadulni a hulladék szén-dioxidtól. A betegség előrehaladtával a betegek légszomjat tapasztalnak, és ez korlátozhatja az aktivitást. A CDC szerint több mint 15 millió amerikait érint a COPD.

A tüdőrákot gyakran a dohányzással hozzák összefüggésbe, de a betegség a nemdohányzókat is érintheti. A férfiak és a nők körében egyaránt a második leggyakoribb rákos megbetegedés, megelőzve a prosztata- és az emlőrákot. Az Amerikai Rákellenes Társaság becslése szerint 2019-ben mintegy 228 150 új tüdőrákos eset lesz (116 440 a férfiaknál és 111 710 a nőknél) és mintegy 142 670 tüdőrákos haláleset (76 650 a férfiaknál és 66 020 a nőknél) az Egyesült Államokban.

Additional resources:

• Read more about the anatomy of the respiratory system from the University of Rochester Medical Center.
• Watch “Meet the Lungs,” from the Khan Academy.
• Check out this useful diagram of the respiratory system, from The Lung Association.

This article was updated on Aug. 23, 2019, by Live Science Contributor Sarah Derouin.