Ein 3D-Bild der Lunge. MDGRPHC / Shutterstock.com

Lungen sind bemerkenswerte Organe, die ständig erstaunliche Leistungen vollbringen, die sie so gut tun, dass wir sie für selbstverständlich halten, es sei denn, ihre Funktion ist eingeschränkt. Es geschieht alles in einem Raum in Ihrer Brust, der in zwei Hälften geteilt und durch die Anwesenheit des Herzens, der großen Gefäße und der Speiseröhre reduziert wird.

Mit Richterin am Obersten Gerichtshof, Ruth Bader Ginsburg vor kurzem zurückgekehrt Als ich nach meiner Lungenkrebsoperation vor Gericht gestellt wurde, wurden mir viele Fragen über die Lunge gestellt, da ich Professor für Anatomie bin.

Viele Lungenkrebserkrankungen können nicht operiert werden. Zur Behandlung einiger Arten von Lungenerkrankungen, wie zum Beispiel frühen Stadien von Lungenkrebs, kann eine chirurgische Behandlung, die als Lobektomie bezeichnet wird, durchgeführt werden. Bei dieser Operation wird ein Lungenlappen (Ihre rechte Lunge hat drei Lappen, Ihre linke Lunge hat zwei) entfernt. Danach dehnen sich die anderen Lappen aus, um das fehlende Gewebe anzupassen und zu kompensieren, sodass die Lunge genauso gut oder besser arbeiten kann als zuvor.

Die Lungen sind nicht nur hochwirksame Organe, sie sind auch sehr komplex in ihrer Struktur. Ich kann nicht anders als mich zu fragen: Wenn wir sie mehr schätzen würden, würden wir uns aktiver um sie kümmern?

Atem des Lebens

Die Hauptfunktion des Atmungssystems besteht darin, Sauerstoff in unsere Lungen zu bringen. Dort wird es gegen ein Abfallprodukt, Kohlendioxid, ausgetauscht, das dann aus dem Körper entfernt wird.

Einige Wochen nach der Konzeption wird die Arbeit der Lunge von der PlazentaEine Struktur außerhalb unseres fötalen Körpers, bei der unser Blut Kohlendioxid und Sauerstoff mit dem mütterlichen Blut der Gebärmutter austauscht.

Vor der Geburt üben wir nur Atembewegungen, bewegen uns Fruchtwasser anstelle von Luft in und aus der Lunge.

Neugeborenes und Mutter. Nach der Geburt schnappt ein Baby nach einer Anhäufung von CO2 und nimmt seinen ersten Atemzug, um Sauerstoff aufzunehmen. Anneka / Shutterstock.com

Innerhalb von Sekunden, nachdem die Nabelschnur durchtrennt wurde, kommt es zu einer Ansammlung von Kohlendioxid Neugeborene nach Luft schnappen es gegen Sauerstoff auszutauschen, eine Tätigkeit, die bis zu unserem Tod andauern wird. Die durchschnittliche Person atmet im Laufe ihres Lebens 13 Millionen Kubikfuß Luft.

Bei ruhiger Aktivität, wie Bettruhe oder Sitzen, nehmen wir acht Mal pro Minute 16 Atemzüge, wobei jeder Atemzug etwa zwei Sekunden lang etwa einen halben Liter Luft mit 21 Prozent Sauerstoff und einer geringen Menge Kohlendioxid einatmete. Dann atmen wir drei Sekunden lang die gleiche Luftmenge aus, aber jetzt enthält sie 16-Prozent Sauerstoff und eine 100-fache Erhöhung des Kohlendioxids. Mit anderen Worten, Sie verbringen ungefähr 40 Prozent Ihres Lebens damit, Luft einzusaugen, und 60 Prozent Ihres Lebens, indem Sie sie ausweisen.

Deine Lunge nach den Zahlen

Jeden Tag werden 5,000-Gallonen Luft durch Luftwege transportiert, die in die Lunge führen und sich durch diese erstrecken. Die Atemwege verzweigen sich und nehmen an Größe 22-Zeiten ab. Fast all dies geschieht in unseren Lungen, wobei diese Atemwege eine Gesamtlänge von 14,900 Meilen erreichen.

Etwa 2,600 Gallonen der transportierten Luft werden in 300 Millionen winziger, dünnwandiger Hohlsäcke oder aus diesen transportiert und daraus entfernt Alveolen, die eine enorme Oberfläche für den Austausch von Sauerstoff bieten, der von allen unseren Zellen benötigt wird, gegen Kohlendioxid, ein Abfallprodukt von ihnen. Dies ist ein Bereich, der in der Größe zwischen der Hälfte und den meisten Tennisplätzen variiert.

Dieser immense Bereich befindet sich in zwei Lungen, von denen jede nur etwas kleiner als drei 1-Liter-Flaschen ist. Die linke Lunge ist 10 Prozent kleiner als die rechte, aufgrund der linken Herzposition.

Eine 3-D-Darstellung von Alveolen. RAJ CREATIONZS / Shutterstock.com

Die Alveolen sind eng von Blutgefäßen oder Kapillaren umgeben, die so klein sind, dass rote Blutkörperchen kontinuierlich durch sie hindurchtreten und in eine einzige Reihe gedrückt werden, während sie Kohlendioxid gegen Sauerstoff austauschen.

Die Kapillaren der Lunge erhalten eine immense Blutversorgung, die derjenigen entspricht, die in allen anderen Körperteilen verteilt ist. Die Alveolen erweitern und kontrahieren 15,000 täglich. Während der Aktivität verdoppelt sich die Atmungsrate - und bei extremen Aktivitäten verdreifacht sich - und die Luftmenge, die die Alveolen erreicht, erhöht sich um das drei- bis fünffache. Tieferes und schnelleres Atmen nutzt die Lungenkapazität, die in Ruhe in Reserve gehalten wird. Stress kann auch zu einer tieferen und schnelleren Atmung führen.

Deine Lunge bei der Arbeit

Die Luft, die wir atmen, ist jedoch alles andere als sauber, und eine der Hauptaufgaben des Atmungssystems besteht darin, die Luft zu „konditionieren“, bevor sie die Luftsäcke tief in Ihren Lungen erreicht.

Innenluftschadstoffe können haben zwei bis fünf Mal mehr Schadstoffe als Außenluft. (Haben Sie kürzlich Filter an Ihrem Heizungs- / Klimasystem beobachtet und gewechselt?)

Das Atmungssystem „konditioniert“ die Luft auf verschiedene Weise. Erstens erhöht es die Temperatur der kühlen Luft auf Körpertemperatur oder kühlt heiße Luft auf Körpertemperatur ab. Zweitens befeuchtet es die Luft mit 100 Prozent Luftfeuchtigkeit, um eine Dehydrierung der Alveolarmembranen zu verhindern. Zuletzt reinigt es die Luft.

Fremde und möglicherweise schädliche Substanzen werden aus der einströmenden Luft gefiltert und auf verschiedene Weise entfernt, einschließlich Nasenhaaren und klebrigem Schleim, der die Atemwege auskleidet, die mit einer Rate von etwa einem Viertel pro Tag erzeugt werden. Es enthält antimikrobielle Wirkstoffe, die schädliche Keime und viele Viren neutralisieren.

Wichtig ist, dass haarähnliche Vorsprünge auf Zellen, die die Atemwege auskleiden, so genannte Zilien, den verschmutzten Schleim aus den Lungen und Luftkanälen in den Rachen führen, um von Magensäure verschluckt und zerstört zu werden.

Schadstoffe, die die Alveolar-Gasaustauschmembranen erreichen, werden von spezialisierten Zellen, Phagozyten und Makrophagen, entfernt, die Partikel aufnehmen, um sich am meisten zu bewegen und über Lymphgefäße und -knoten abtransportieren zu können. Ein großer Teil des Rußes wird jedoch nur in nicht auswechselbare Teile der Lunge befördert.

Neben der Konditionierung der Luft für die Alveolen hilft die Belüftung der Lunge, den Körper bei Überhitzung abzukühlen. Etwa 7 Prozent der Körperwärme wird durch Verdunstung aus den Atemwegen innerhalb und außerhalb der Lunge abgeführt. Elf Unzen Wasser pro Tag gehen als Wasserdampf verloren. Drei Prozent der Körperwärme gehen verloren, wenn Luft unter Körpertemperatur erhitzt wird, wenn die Lunge gelüftet wird.

Andere erstaunliche Funktionen der Lunge umfassen die Kontrolle des Säure-Basen-Gleichgewichts (pH-Werts) des Körpers als Ganzes durch selektives Zurückhalten oder Beseitigen von Kohlendioxid. Um für den Gasaustausch belüftet zu werden, wirken die Lungen als Faltenbalg. Durch den Luftausstoß aus der Lunge kann der Kehlkopf als „Sprachbox“ dienen, die die Stimmbänder vibrieren lässt, um den Ton zu erzeugen, der durch Zunge, Zähne und Lippen modifiziert wird, um unsere Stimme für die zwischenmenschliche Kommunikation und für das Singen zu erzeugen. Diese Luftleistung ermöglicht es uns auch, Ballons aufzublasen oder Blasinstrumente zu spielen.

Durch die Expansion der Lunge angesaugte Luft strömt über die Riechbereiche der Nase und ermöglicht so unseren Geruchssinn. Die Lungen fungieren auch als „Packungsschaum“ im Brustkorb und unterstützen und schützen das lebenswichtige Herz, das die Hälfte seines Ausstoßes an die Lunge und die andere Hälfte an den Rest des Körpers abgibt.

Die dunkle Seite der Lunge und ihrer Pflege

Während die Lungen bei der Geburt unberührt waren, verdunkeln sich unsere Lungen allmählich zu einem grauen und fleckigen Aussehen aufgrund dieser Kohlenstoffpartikel, von denen viele an Ort und Stelle bleiben, normalerweise ohne nachteilige Wirkung. Größere, irritierende Partikel werden im Allgemeinen durch reflexives Husten und Niesen „weggesprengt“. Diese Klimaanlage ist bei Rauchern gefährdet, deren Atemwege die Flimmerhärchen und ihre gerichtete Koordination verlieren und daher auf Husten als ein wichtiges Mittel zur Entfernung von Schadstoffen zurückgreifen müssen.

Die Lungen der Raucher verdunkeln sich schneller, werden fleckiger und nehmen durch Nikotin und braune Teer einen orangen Ton an. Längerer Kontakt mit diesen Karzinogenen verursacht in vielen Teilen des Körpers chronische Bronchitis, Emphysem und Krebs, besonders aber in der Nähe der Atemwege, direkt in der Lunge. Beim Emphysem bricht die Alveolarstruktur der Lunge vor allem in der oberen Lunge zusammen und erschwert das vollständige Ausatmen.

Atmen Sie tief ein und denken Sie über all die wundersamen Aktivitäten nach, die Ihre unglaublichen Lungen ausführen.

Über den Autor

Arthur Dalley, Professor für Anatomie, Vanderbilt University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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