Elpošanas sistēma sastāv no orgāniem un audiem, kas nodrošina ārējo elpošanu – gāzu (ogļskābās gāzes un skābekļa) transportu starp asinīm un ārējo vidi. Organismā nemitīgi norisinās arī iekšējā elpošana šūnu līmenī – process, kurā šūna patērē skābekli un izdala ogļskābo gāzi. Visām cilvēka organisma šūnām ir vajadzīgs skabeklis un visas šūnas vielmaiņas procesos ražo ogļskābo gāzi. Šūnas nevar iztikt bez skābekļa pat īsu brīdi, skābekļa trūkuma gadījumā tās iet bojā. Īpaši jutīgas pret skābekļa deficītu ir nervu šūnas.
Cieši saistītas savā starpā ir elpošanas un asinsrites sistēmas, jo ar asinīm skābeklis tiek transportēts no plaušu alveolām uz organisma audiem, kā arī pārnesta ogļskābā gāze no audiem uz plaušu alveolām. Līdz ar to šūnas skābekļa badu un sekojošu šūnas (audu, orgāna vai visa organisma) nāvi var izraisīt mazspēja vai bojājums vienā no trim sistēmām: ārējās elpošanas, asinsrites vai iekšējās elpošanas sistēmā.
Ārējās elpošanas sistēmu veido vairākas daļas. Pie tās pieder deguna dobums un blakusdobumi, mute, rīkle, balsene, traheja, bronhi, bronhiolas un alveolas jeb gaisa maisi. Galvenais elpošanas orgāns ir plaušas, kas sastāv no smalkākajiem bronhiem, bronhiolām un alveolām. Gāzu maiņa notiek tikai alveolās, pārējie elpošanas sistēmas orgāni funkcionē kā elpceļi. Elpceļos ieelpotais gaiss tiek sasildīts, samitrināts, attīrīts no putekļiem un patogēniem mikroorganismiem (baktērijām, vīrusiem). Elpceļu sieniņas ir uzbūvētas tā, lai spētu uztvert un izvadīt kairinātājus, nepieļaujot to nonākšanu alveolās.
Elpošanas mehānisms
Elpošana noris divās fāzēs: ieelpa – inspirācija un izelpa – ekspirācija. Ar ieelpas un izelpas palīdzību organismā tiek uzņemts skābeklis un izvadīta ogļskābā gāze. Ieelpa ir aktīva muskuļu darbība, ko veic diafragma un ārējie starpribu muskuļi. Miera stāvoklī diafragma ir izliekta, ieelpā tā saraujas un iztaisnojas, paceļot apakšējās ribas. Savukārt starpribu muskuļi paceļ ribu lokus, tādējādi palielinot krūšukurvja tilpumu uz priekšu, uz mugurpusi un sānu virzienos. Palielinoties krūškurvim, palielinās tā tilpums un tādējādi palielinās arī plaušu tilpums, jo plaušas ar pleiras lapiņu palīdzību ir cieši saistītas ar krūškurvja sienām no iekšpuses. Ieelpā plešoties plaušām, paplašinās alveolas un tajās esošā gaisa parciālais spiediens samazinās. Rodas daļējs vakuums, kas iesūc atmosfēras gaisu caur elpceļiem, tas ieplūst plaušās, līdz atmosfēras parciālais spiediens un plaušu alveolu parciālais spiediens izlīdzinās.
Savukārt izelpa ir pasīvs process, kura laikā atslābst ieelpas muskuļi un samazinās krūskurvja tilpums. Rezultātā plaušās esošais gaiss tiek saspiests, tā parciālais spiediens kļūst augstāks par atmosfēras gaisa spiedienu. Tādējādi gaiss tiek spiests pa elpošanas ceļiem ārā un nonāk atmosfērā, līdz spiedieni atkal izlīdzinās. Parasti izelpā aktīvi nepiedalās muskuļi. Tomēr ir tādi gadījumi, kad izelpa kļūst par aktīvu procesu, piemēram, ja bronhiolas ir spazmētas (kā tas ir bronhiālās astmas gadījumā) vai pilnas ar šķidrumu (piemēram, hroniska bronhīta vai pneimonijas gadījumā). Šādās situācijās starpribu muskuļi palīdz saspiest krūškurvi, kā arī tiek izmantoti vēdera priekšējās sienas muskuļi, kuri saraujas, paspiežot uz augšu vēdera dobuma orgānus un tādējādi pavirza uz augšu diafragmas kupolu, veicinot izelpu.
Normā pleiras dobuma spiediens ir negatīvs – tas ir mazāks par atmosfēras spiedienu. Ja tas izlīdzinās vai kļūst lielāks par atmosfēras spiedienu, tad plaušas tiek saspiestas – to sauc par kolapsu. Ja pleiras dobumā traumas vai cita iemesla dēļ ir atvērums un dobumā nokļūst gaiss, veidojas pneimotorakss.
Gāzu apmaiņa un transports organismā
Cilvēka organismā gāzu apmaiņa notiek divās vietās – plaušu alveolās un audos. Alveolās gaisu no asinīm atdala memrāna, ko veido surfaktants, alveolas sieniņas epitēlijs, kapilāru sieniņas endotēlijs un bazālā membrāna. Savukārt audos membrānu starp gaisu un asinīm veido kapilāru endotēlijs un šūnapvalks. Gāzēm raksturīgs, ka tās difundē no vietas, kur konkrētās gāzes parciālais spiediens ir augstāks, uz vietu, kur tas ir zemāks. Gāzes parciālais spiediens ir daļa, kādu attiecīgā gāze sastāda no gāzu maisījuma kopējā spiediena. Skābeklis ir gāze, kas alveolās no ieelpotā gaisa tiek transportēts uz asinīm. Pēc skābekļa absorbēšanas, asinis skābekli nogādā sirdij, no kurienes tās tālāk tiek transportētas uz audiem un orgāniem. Šūnas, izmantojot skābekli, veido ogļskābo gāzi, kura nonāk asinīs. Asinsvadi tad nogādā ogļskābo gāzi atpakaļ uz plaušām, kur tā iziet no alveolām un tiek izvadīta no organisma.
Deguna dobums
Deguns sastāv no ārējās daļas un deguna dobuma. Caur nāsīm gaiss ieplūst degunā. Deguna dziļumā ir deguna dobums, kuram ir divas daļas – tās atdala deguna starpsiena. Deguna iekšpusi izklāj gļotāda. Tā ir bagātīgi apasiņota, tāpēc gaiss, ejot cauri deguna dobumam, ievērojami sasilst. Deguna dobuma gļotāda producē gļotas, kas samitrina ieelpoto gaisu, kā arī notver gaisā esošos mirkoorganismus un putekļus.
Uz deguna dobuma laterālās sienas veidojas trīs deguna gliemežnīcas, kura palielina virsmas laukumu gļotādai, kura saskaras ar ieelpoto gaisu. Deguna dobums komunicē ar deguna blakusdobumiem, tajā skaitā etmodiālajām šūnām, augšžokļa, pieres un sfenoidālo blakusdobumu, kuri ir izvietoti attiecīgajos galvaskausa kaulos. Blakusdobumi padara galvaskausu vieglāku, turklāt tie funckionē kā balss rezonatori, cilvēkam runājot vai dziedot. Deguna blakusdobumu gļotāda ir līdzīga kā deguna dobuma gļotāda, līdz ar to infekcija no deguna var viegli pāriet uz blakusdobumiem. Deguna dobumā arī beidzas asaru izvadkanāls, kurš sākas no asaru maisiņa. Deguna dobuma apakšējo sienu veido aukslējas, kuras atdala šo dobumu no mutes dobuma. Apakšējās sienas priekšdaļu veido kauls – cietās aukslējas. Deguna dobuma augšpusē atrodas īpašs reģions, ko izklāj ožas epitēlijs, kurā izvietoti ožas receptori.
Rīkle
Rīkle (pharynx) ir 10 līdz 14 cm garš muskuļots orgāns, kas atrodas aiz mutes un deguna dobumiem. Tas vienlaikus pieder pie elpceļiem un gremošanas trakta. Rīklei izšķir vairākas daļas: deguna daļu (nasopharynx), mutes daļu (oropharynx) un balsenes daļu (laryngopharynx). Ieelpotais gaiss caur degunu nonāk rīkles deguna daļā, pēc tam mutes daļā un balsenes daļā, tālāk iekļūstot balsenē. Savukārt barība no mutes caur mutes daļu un balsenes daļu pārvietojas uz barības vadu. Uz rīkles deguna daļu abpusēji atveras Eistahija kanāls jeb dzirdes kanāls, kas savieno rīkli ar vidusausi. Eistahija kanālu izklāj gļotāda, kas ir līdzīga deguna un rīkles gļotādai, tāpēc ir iespējama infekcijas izplatīšanās no deguna dobuma uz vidusausi, ierosinot vidusauss iekaisumu.
Rīklē atrodas mandeles – limfātisko audu sakopojumi, kas izkārtojas gredzenveidā ap rīkles mutes un deguna daļu, veidojot tā saucamo mandeļu gredzenu. To veido (no augšpuses uz leju): aizdegunes jeb rīkles mandele – atrodas rīkles deguna daļā, 2 dzirdes kanāla mandeles – katrā pusē blakus vietai, kur atveras dzirdes kanāls, 2 aukslēju mandeles – rīkles mutes daļā, mēles mandele – limfātisko audu sakopojums mēles mugurējā daļā. Palielinātu aizdegunes mandeli sauc par adenoīdiem. Adenoīdi var traucēt elpošanu caur degunu. Tas ir būtiski, jo ar mutes elpošanu gaiss netiek pietiekoši sasildīts, samitrināts, kā arī attīrīts no putekļiem un mikrobiem.
Balsene
Balsene (larynx) ir elastīgs elpceļš, kas atrodas zem rīkles un savieno rīkles mutes daļu ar elpvadu. Balsene lielākoties veidota no skrimšļaina skeleta un muskuļiem, no iekšpuses to izklāj gļotāda. Balsenes skeletu veido deviņi skrimšļi, no kuriem lielākais ir vairogskrimslis. Tas ir izvirzīts uz priekšpusi, un šis izvirzījums vīriešiem ir lielāks un saukts par ādamābolu. Balsenes augšējo ieeju nosedz uzbalsenis (epiglottis), kas satur elastīgu skrimsli. Uzbalsenis kalpo kā elpceļu vārti. Rīšanas laikā muskuļu saraušanās dēļ rīkle un balsene paceļas uz augšu un uzbalsenis nolaižas uz leju, kā vākam aizverot balsenes augšējo atveri. Līdz ar to ēdot vai dzerot, balsenes ieeja aizslēdzas un barība vai dzēriens nonāk barības vadā, kas atrodas aiz balsenes. Ja balsenē nonāk kaut kas cits (barība, šķidrums, svešķermenis), izņemot gaiss, ar klepus refleksa palīdzību tas tiek izsviests no balsenes, tādējādi nodrošinot, ka tas nenonāk plaušās. Šis reflekss nedarbojas, piemēram, cilvēkam esot bezsamaņā. Gļotāda, kas izklāj balseni, veido divas krokas, kas tiek sauktas par balss saitēm. Izelpas laikā šīs balss saites vibrē un šī īpašība dod iespēju skanēt cilvēka balsij.
Elpvads
Elpvads jeb traheja ir elastīgs, aptuveni 10 cm garš cauruļveida orgāns – balsenes turpinājums. Traheja beidzas, sadaloties divos galvenajos bronhos. Sadalīšanās vietu sauc par trahejas bifurkāciju un tā atrodas piektā krūšu skriemeļa līmenī. Trahejas sienu no iekšpuses izklāj skropstiņepitēlijs. Skropstiņas kustas sinhroni un virzienā pretī ieelpotā gaisa plūsmai, tādējādi izvadot no plaušām un elpceļiem putekļus, mikrobus un citus kairinātājus līdz līmenim, kad tos iespējams atkrēpt vai izklepot. Trahejai ir cieta siena, kuras skeletu veido C formas skrimšļi. Šo skrimšļu vaļējā daļa ir pavērsta uz mugurpusi un pieguļ barības vadam. Šāda nepabeigta gredzena forma nodrošina to, ka, rijot lielu kumosu, barības vads var izplesties, nedaudz iespiežoties elpceļā. Savukārt skrimšļa skelets vienmēr uztur elpvada formu, nepieļaujot tā saplakšanu un tādējādi nodrošinot tā caurlaidību.
Bronhi
Bronhi ir elpceļi, kas transportē gaisu no trahejas uz plaušām. Tie zarojas, veidojot bronhu koku. Trahejai sadalotie gala zaros, izveidojas divi galvenie bronhi. Katrs galvenais bronhs ieiet savā plaušu saknē (hilus). Labais bronhs ir novietots vairāk vertikāli un ir resnāks nekā kriesais bronhs, kurš ir šaurāks un atiet zem leņķa. Kreisais bronhs ir šaurāks, atiet zem leņķa. Katrs galvenais bronhs tālāk zarojas daivu bronhos, daivu bronhi zarojas segmentu bronhos, līdz vismazākie bronhi plaušās sazarojas bronhiolās. Bronhiem (pat vissmalkākajiem) ir skrimšļains pamats, kas tiem neļauj saplakt, savukārt bronhiolu sienās vairs nav skrimšļa.
Plaušas
Plaušas ir lielākais elpošanas sistēmas orgāns, kurš ir nepieciešams, lai īstenotu elpošanu un gāzu maiņu. Cilvēka ķermenī ir divas plaušas – labā un kreisā. Tām ir konusveidīga forma un un tās aizņem krūšu dobuma lielāko daļu. Katras plaušas galotne (apex) vērsta uz augšu un atrodas augstāk par atslēgas kaulu, savukārt plaušu pamatne vērsta uz leju un atrodas uz diafragmas. Katrai plaušai ir trīs virsmas: ribu virsma, diafragmas virsma un mediālā virsma. Labā plauša sastāv no trīs daivām, bet kreisā – no divām. Katra daiva sadalās bronhopulmonālajos segmentos, kas ir plaušas anatomiskā un funkcionālā pamatvienība.
Galvenie bronhi caur plaušu saknēm ienāk plaušās un tur zarojas arvien sīkāk, veidojot bronhu koku, kas beidzas ar terminālajām bronhiolas. Bronhiolas beidzas ar alveolām. Plaušās ir vairāki miljoni alveolu un tās rada šim orgānam porainam sūklim līdzīgu konsistenci. Šādas uzbūves dēļ plaušas, lai gan ir lielas, abas kopā sver tikai aptuveni kilogramu.
Alveolas
Plaušās ir aptuveni 300 līdz 400 miljoni alveolu. To kopējais virsmas laukums ir 80 līdz 120 kvadrātmetri. Alveolas vienu no otras atdala plāns saistaudu slānis, kurā ir asins kapilāri, kā arī nervu šķiedras. Starp blakus esošām alveolām ir poras, kas alveolas savstarpēji savieno. No alveolas dobuma puses alveolas izklāj surfaktants, kas mazina alveolu virsmas spriegumu un neļauj tām saplakt.
Lai gan elpceļi reflektori attīrās un cenšas novērst kairinātāju iekļūšanu plaušās, tomēr zināma daļa putekļu un mikrobu sasniedz alveolas. Tāpēc īpašas fagocitāras šūnas šķērso alveolu sieniņu, lai sagremotu mikrobus un citus kairinātājus, tajā skaitā darvas daļiņas.
Alveolas sienu veido specializētas šūnas, ko sauc par alveolocītiem. Izšķir trīs veidu alveolocītus:
- I tipa alveolocīti ir elpošanas alveolocīti, kuri atrodas virs alveolu bazālās membrānas. Šīs šūnas piedalās gaisa-asiņu barjeras veidošanā.
- II tipa alveolocīti – lielie alveolocīti, kuri sintezē surfaktantu.
- III tipa alveolocīti faktiski ir plaušu makrofāgi, kuru uzdevums ir fagocitēt jeb “sagremot” gan putekļus un mikrobus, gan bojā gājušās šūnas un surfaktanta paliekas. Fagocitārās šūnas atrodas arī saistaudos un var šķērsot alveolu sieniņu, iekļūstot alveolas dobumā, tās var izdalīties ar izelpojamo gaisu, kā arī tās spēj no alveolas dobuma atgriezties atpakaļ saistaudos.
Plaušu topogrāfija
Plaušu galotnes atrodas 1-3 cm virs atslēgas kaula, aiz trepjveida muskuļiem (mm. scaleni). Plaušas priekšējā robeža iet no galotnes slīpu uz leju un uz priekšu, sasniedzot krūšu kaula un atslēgas kaula locītavu. Turpmāk abu plaušu priekšējās robežas viena otrai tuvojas, un vismazākais attālums starp tām ir posmā starp 2. un 4. ribu. Tālāk uz leju abu plaušu priekšējās robežas atkal attālinās un veidojas sirds ierobs.
Tālāk kreisās plaušas robeža iet pa 4. ribu līdz kreisajai parasternālajai līnijai (linea parasternalis), tad ieslīpi iet uz leju līdz medioklavikulārās līnijas (linea midclavicularis) līmenim. 6. ribas līmenī tā pāriet apakšējā robežā. Savukārt labās plaušas robeža no 4. ribas līmeņa tālāk iet nedaudz ieslīpi un uz leju. Pie labās parasternālās līnijas labās plaušas robeža sasniedz 6. ribas augšējo malu, šeit pārejot apakšējā robežā.
Apakšējās robežas abām plaušām ir līdzīgas. 6. ribas apakšējās malas līmenī apakšējā robeža šķērso labo medioklavikulāro līniju, 7. ribas līmenī – priekšējo paduses līniju (linea axillaris anterior), 8. ribas līmenī – vidējo paduses līniju (linea axillaris media), 9. ribas līmenī – mugurējo paduses līniju (linea axillaris posterior), 10. ribas līmenī – lāpstiņas līniju (linea scapularis), un 11. krūšu skriemeļa smailā izauguma līmenī plaušas apakšējā robeža šķērso paravertebrālo līniju (linea paravertebralis). Uz paravertebrālās līnijas tā pāriet mugurējā robežā, kas iet uz augšu līdz plašu galotnei.
Plaušas ir kontaktā ar citiem krūšu kurvja orgāniem un struktūrām, kas izveido uz plaušu virsmām dažādus iespiedumus un rievas. Diafragmas virsma ir gluda. Abām plaušām uz ribu virsmām redzami ribu veidoti iespiedumi. Uz mediālās virsmas kreisajai plaušai ir sirds iespiedums, rievas, kas veidojas pieguļot aortai, zematslēgas arterijām un pleca-galvas vēnām. Uz labās plaušas mediālās virsmas redzami sekojošie iespiedumi: sirds iespiedums, nepāru vēnas iespiedums, barības vada un apakšējās dobās vēnas iespiedumi, kā arī rievas, kas veidojas no zematslēgas kaula artērijas un pleca-galvas vēnas.
Pleira
Pleira ir serozs apvalks, kas pārklāj plaušas. Pleirai izšķir divas lapiņas – viscerālo un parietālo.
Viscerālā lapiņa jeb viscerālā pleira pārklāj plaušas un ieiet arī starp plaušu daivām. Savukārt parietālā pleira izklāj krūšu kurvja dobuma sienu no iekšpuses. Parietālajai pleirai izšķir trīs daļas:
- Ribu pleira – sedz ribas un ribstarpu muskuļus;
- Diafragmas pleira – pārklāj diafragmu no augšpuses;
- Videnes pleira – norobežo videni, sniedzas no krūšu kaula uz mugurkaulu, atrodas sagitālā plaknē.
Ribu pleira virs plaušu galotnes pāriet videnes pleirā, un šajā vietā veidojas pleiras kupols. Pie plaušu saknes pleiras viscerālā lapiņa pāriet parietālajā lapiņā, šeit veidojoties pleiras dublikatūrai, ko sauc par plaušu saiti.
Comments are closed.