Układ oddechowy: Nasza aleja wymiany gazowej

Układ oddechowy człowieka to seria narządów odpowiedzialnych za pobieranie tlenu i wydalanie dwutlenku węgla. Podstawowymi organami układu oddechowego są płuca, które dokonują wymiany gazów podczas oddychania.

Płuca współpracują z układem krążenia, aby pompować bogatą w tlen krew do wszystkich komórek ciała. Krew następnie zbiera dwutlenek węgla i inne produkty odpadowe i transportuje je z powrotem do płuc, gdzie są one wypompowywane z organizmu podczas wydechu, jak podaje American Lung Association.

Ciało ludzkie potrzebuje tlenu, aby się utrzymać. Według National Institute of Neurological Disorders and Stroke już po około pięciu minutach bez tlenu komórki mózgowe zaczynają obumierać, co może prowadzić do uszkodzenia mózgu, a ostatecznie do śmierci.

U ludzi średnia częstość oddychania zależy głównie od wieku. Normalne tempo oddychania u noworodka wynosi około 40-60 razy na minutę i może zwolnić do 30-40 razy na minutę, kiedy dziecko śpi, według Stanford Children’s Health. Średnia częstotliwość oddechu w spoczynku dla dorosłych wynosi 12 do 16 oddechów na minutę, i do 40 do 60 oddechów na minutę podczas ćwiczeń, zgodnie z European Respiratory Society.

Części układu oddechowego

Podczas oddychania tlen dostaje się do nosa lub ust i przechodzi przez zatoki, które są pustymi przestrzeniami w czaszce, które pomagają regulować temperaturę i wilgotność powietrza, którym oddychamy.

Z zatok powietrze przechodzi przez tchawicę, zwaną również rurą oddechową, do oskrzeli, które są dwiema rurkami doprowadzającymi powietrze do każdego płuca (każda z nich jest nazywana oskrzelikiem). Oskrzela są wyścielone maleńkimi włoskami zwanymi rzęskami, które poruszają się tam i z powrotem, przenosząc śluz do góry i na zewnątrz. Śluz jest lepkim płynem, który zbiera kurz, zarazki i inne substancje, które dostały się do płuc i jest tym, co wydalamy, kiedy kichamy i kaszlemy.

Rurki oskrzelowe dzielą się ponownie, aby doprowadzić powietrze do płatów każdego płuca. Prawe płuco ma trzy płaty, podczas gdy lewe tylko dwa, aby zapewnić miejsce dla serca, według Amerykańskiego Stowarzyszenia Płuc (American Lung Association). Płaty są wypełnione małymi, gąbczastymi woreczkami zwanymi pęcherzykami płucnymi, w których zachodzi wymiana tlenu i dwutlenku węgla.

Ściany pęcherzyków płucnych są niezwykle cienkie (około 0,2 mikrometra) i składają się z pojedynczej warstwy tkanek zwanych komórkami nabłonka i maleńkich naczyń krwionośnych zwanych kapilarami płucnymi. Krew w naczyniach włosowatych pobiera tlen i pozbywa się dwutlenku węgla. Natleniona krew trafia następnie do żyły płucnej. Żyła ta przenosi bogatą w tlen krew do lewej części serca, skąd jest ona pompowana do wszystkich części ciała. Pozostawiony przez krew dwutlenek węgla przemieszcza się do pęcherzyków płucnych i zostaje wydalony w wydychanym powietrzu.

Przepona, mięsień w kształcie kopuły znajdujący się w dolnej części płuc, kontroluje oddychanie i oddziela jamę klatki piersiowej od jamy brzusznej. Kiedy powietrze zostaje nabrane, przepona napina się i przesuwa w dół, tworząc więcej miejsca dla płuc, aby wypełnić się powietrzem i rozszerzyć. Podczas wydechu przepona rozszerza się i ściska płuca, wypychając powietrze na zewnątrz.

Choroby układu oddechowego

Choroby i schorzenia układu oddechowego dzielą się na dwie kategorie: Zakażenia, takie jak grypa, bakteryjne zapalenie płuc i enterowirusowe wirusy oddechowe, oraz choroby przewlekłe, takie jak astma i przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP). Według dr Neal Chaisson, który praktykuje medycynę płuc w Cleveland Clinic, nie ma wiele, co można zrobić dla infekcji wirusowych, ale niech ich przebieg. „Antybiotyki nie są skuteczne w leczeniu wirusów i najlepszą rzeczą do zrobienia jest po prostu odpoczynek,” powiedział.

Dla większości zdrowych osób, najczęstszą dolegliwością układu oddechowego jest infekcja, według dr Matthew Exline, pulmonologa i eksperta w dziedzinie opieki krytycznej w Centrum Medycznym Wexner Uniwersytetu Stanowego Ohio. Pierwszym objawem jest kaszel, któremu może towarzyszyć gorączka.

„Jednakże, kaszel może być oznaką przewlekłych chorób układu oddechowego, takich jak astma, przewlekłe zapalenie oskrzeli lub rozedma płuc,” powiedział. „W przewlekłej choroby płuc, większość chorób układu oddechowego prezentują z duszności, początkowo z wysiłku, takich jak chodzenie znaczną odległość lub wspinaczka kilka kondygnacji schodów.”

Astma jest przewlekłym zapaleniem dróg oddechowych płuc, które powoduje kaszel, świszczący oddech, ucisk w klatce piersiowej lub duszność, według Tonya Winders, prezes Allergy & Asthma Network. Te oznaki i objawy mogą być gorsze, gdy osoba jest narażona na ich wyzwalacze, które mogą obejmować zanieczyszczenie powietrza, dym tytoniowy, opary fabryczne, rozpuszczalniki czyszczące, infekcje, pyłki, pokarmy, zimne powietrze, ćwiczenia, chemikalia i leki. Według CDC, ponad 25 milionów ludzi (lub 1 na 13 dorosłych i 1 na 12 dzieci) w Stanach Zjednoczonych ma astmę.

POChP, czasami nazywana przewlekłym zapaleniem oskrzeli lub rozedmą płuc, jest przewlekłą i postępującą chorobą, w której przepływ powietrza do i z płuc zmniejsza się, przez co trudniej jest oddychać. Z czasem drogi oddechowe w płucach ulegają zapaleniu i pogrubieniu, przez co trudniej jest pozbyć się zbędnego dwutlenku węgla, jak podaje American Lung Association. W miarę postępu choroby, pacjenci doświadczają duszności i może to ograniczać ich aktywność. Ponad 15 milionów Amerykanów jest dotkniętych POChP, według CDC.

Rak płuc jest często kojarzony z paleniem, ale choroba ta może również dotknąć osoby niepalące. Jest to drugi najczęściej występujący nowotwór zarówno u mężczyzn, jak i u kobiet, wyprzedzany odpowiednio przez raka prostaty i raka piersi. American Cancer Society szacuje, że w 2019 r. w Stanach Zjednoczonych będzie około 228 150 nowych przypadków raka płuc (116 440 u mężczyzn i 111 710 u kobiet) oraz około 142 670 zgonów z powodu raka płuc (76 650 u mężczyzn i 66 020 u kobiet).

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.