Өкпе – тыныс алу жүйесінің негізгі мүшесі. Қанды оттегімен қамтамасыз етеді, көмірқышқыл газын шығарады. Тыныс алу процесі, өкпе қабығы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тыныс алу жүйесінің негізгі органы
Primary organ of the respiratory system
Өкпелер – адамдар мен көптеген басқа жануарлардың, соның ішінде кейбір қабықшалар мен балықтардың тыныс алу жүйесінің орталық мүшелері. Сүтқоректілер мен көптеген басқа омыртқалы жануарларда екі өкпе жүректің екі жағында, омыртқа бағанының жанында орналасқан. Олардың тыныс алу жүйесіндегі қызметі – ауадан оттегіні алып, қан ағынына жіберу, ал қан ағынынан көмірқышқыл газын атмосфераға шығару, яғни газ алмасу процесін жүзеге асыру. Өкпе қабығы (плевра) жұқа, тегіс және ылғалды болып келеді, ол тыныс алу кезінде өкпе мен кеуде қуысының арасындағы үйкелісті азайтады, өкпелердің оңай және еркін қозғалуына мүмкіндік береді. Тыныс алу түрлі жануарларда түрлі бұлшықет жүйелері арқылы жүзеге асырылады. Сүтқоректілер, жорғалаушылар және құстар тыныс алуды қолдау және жетілдіру үшін әртүрлі бұлшықеттерін пайдаланады. Ерте тетраподтарда ауа жұтқыншақ бұлшықеттері арқылы ауыз қуысының сору арқылы өкпеге жіберілген, бұл механизм амфибияларда да кездеседі. Адамда тыныс алуды басқаратын негізгі бұлшықет – диафрагма. Өкпелер сонымен қатар дауыс дыбыстарын, оның ішінде адам сөйлеуін мүмкін ететін ауа ағынын қамтамасыз етеді. Адамда екі өкпе бар, біреуі сол жақта, екіншісі оң жақта. Олар кеуде қуысының ішінде орналасқан. Оң өкпе сол өкпеден үлкен және ауыр, себебі сол өкпе кеуде қуысында жүрекпен орын бөліседі. Екі өкпенің салмағы шамамен ... құрайды. Өкпелер – трахеядан басталып, бронхтар мен бронхиолаларға тармақталатын төменгі тыныс алу жолдарының бөлігі, олар өткізгіш аймақ арқылы кіретін ауаны қабылдайды. Өткізгіш аймақ соңғы бронхиолаларда аяқталады. Бұл бронхиолалар тыныс алу аймағының тыныс алу бронхиолаларына бөлінеді, олар альвеолалық өзектерге тармақталады, ал олар газ алмасу жүретін альвеолалық қыптарды құрайтын альвеолаларды тудырады. Альвеолалар тыныс алу бронхиолалары мен альвеолалық өзектердің қабырғаларында да сирек кездеседі. Барлық өкпеде шамамен ... тыныс жолдары мен 300-ден 500 миллионға дейін альвеола бар. Әр өкпе екі қабықтан (плеврадан) тұратын плевралық қапшамен қоршалған; қабықтардың арасында плевралық сұйықтықтың жұқа қабаты болады, ол тыныс алу кезінде қабықтардың бір-біріне үйкеліссіз жылжуына мүмкіндік береді. Ішкі плевра сонымен қатар әр өкпені бөліктерге – жапырақшаларға бөледі. Оң өкпеде үш, сол өкпеде екі жапырақша бар. Жапырақшалар бұдан әрі бронхопульмонарлық сегменттерге және өкпе жапырақшаларына бөлінеді. Өкпелерде ерекше қанмен қамтамасыз ету жүйесі бар: өкпе артериясы арқылы жүректен оттегісіз қан келіп, альвеолалардың капиллярларында оттегімен толығады, ал өкпе тіндеріне бронхиалдық артерия арқылы оттегілі қан жеткізіледі. Оттегісіз қан жүректен өкпе артериясы арқылы өкпеге барады, онда альвеолалардың капиллярларында оттегімен қанығуына мүмкіндік туады. Қан оттегімен толысқаннан кейін өкпе венасы арқылы жүрекке қайта оралып, содан кейін дененің қалған бөліктеріне жіберіледі. Өкпе тіндеріне пневмония және өкпе қатерлі ісігі сияқты тыныс алу ауруларының көптеген түрлері әсер етуі мүмкін. Созылмалы обструктивті өкпе ауруына созылмалы бронхит пен эмфизема жатады, және ол темекі шегумен немесе зиянды заттарға ұшыраумен байланысты болуы мүмкін. Көмір шаңы, асбест талшықтары және кристалды кремний шаңы сияқты заттар салдарынан туындайтын өкпе аурулары да бар. Бронхит сияқты аурулар да тыныс алу жолдарына әсер етуі мүмкін. Өкпеге қатысты медициналық терминдер көбінесе латын сөзінен – pulmonarius ("өкпеге қатысты") алынған pulmo түбірімен басталады, мысалы, пульмонология, немесе грек сөзінен – πνεύμων ("өкпе") алынған pneumo түбірімен, мысалы, пневмония. Жанбас даму кезінде өкпелер ішек-қарынның алдыңғы бөлігінен, ас қорыту жүйесінің жоғарғы бөлігін құрайтын түтікшеден өсіп шығады. Өкпелер қалыптасқан кезде ұрық сумен толтырылған ұрықтық қапта болады, сондықтан олар тыныс алу үшін жұмыс істемейді. Қан артериялық канал арқылы өкпеден басқа жаққа бұрылады. Бірақ туғаннан кейін өкпе арқылы ауа өтуі басталады, ал бұрылыс арнасы жабылады, осылайша өкпе тыныс ала бастайды. Өкпелер ерте балалық шақта толық дамиды.
The lungs are the central organs of the respiratory system in humans and most other animals, including some snails and a small number of fish. In mammals and most other vertebrates, two lungs are located near the backbone on either side of the heart. Their function in the respiratory system is to extract oxygen from the air and transfer it into the bloodstream, and to release carbon dioxide from the bloodstream into the atmosphere, in a process of gas exchange. The pleurae, which are thin, smooth, and moist, serve to reduce friction between the lungs and chest wall during breathing, allowing for easy and effortless movements of the lungs. Respiration is driven by different muscular systems in different species. Mammals, reptiles and birds use their different muscles to support and foster breathing. In earlier tetrapods, air was driven into the lungs by the pharyngeal muscles via buccal pumping, a mechanism still seen in amphibians. In humans, the main muscle of respiration that drives breathing is the diaphragm. The lungs also provide airflow that makes vocal sounds including human speech possible. Humans have two lungs, one on the left and one on the right. They are situated within the thoracic cavity of the chest. The right lung is bigger and heavier than the left, which shares space in the chest with the heart. The lungs together weigh approximately The lungs are part of the lower respiratory tract that begins at the trachea and branches into the bronchi and bronchioles, and which receive air breathed in via the conducting zone. The conducting zone ends at the terminal bronchioles. These divide into the respiratory bronchioles of the respiratory zone which divide into alveolar ducts that give rise to the alveolar sacs that contain the alveoli, where gas exchange takes place. Alveoli are also sparsely present on the walls of the respiratory bronchioles and alveolar ducts. Together, the lungs contain approximately of airways and 300 to 500 million alveoli. Each lung is enclosed within a pleural sac of two membranes called pleurae; the membranes are separated by a film of pleural fluid, which allows the inner and outer membranes to slide over each other whilst breathing takes place, without much friction. The inner pleura also divides each lung into sections called lobes. The right lung has three lobes and the left has two. The lobes are further divided into bronchopulmonary segments and pulmonary lobules. The lungs have a unique blood supply, receiving deoxygenated blood from the heart in the pulmonary circulation for the purposes of receiving oxygen and releasing carbon dioxide, and a separate supply of oxygenated blood to the tissue of the lungs, in the bronchial circulation. Deoxygenated blood travels from the heart through the pulmonary artery to the lungs to be oxygenated in capillaries of alveoli. After the blood is oxygenated, it returns to the heart through the pulmonary vein to be sent to the rest of the body. The tissue of the lungs can be affected by a number of respiratory diseases, including pneumonia and lung cancer. Chronic obstructive pulmonary disease includes chronic bronchitis and emphysema, and can be related to smoking or exposure to harmful substances. A number of occupational lung diseases can be caused by substances such as coal dust, asbestos fibres, and crystalline silica dust. Diseases such as bronchitis can also affect the respiratory tract. Medical terms related to the lung often begin with pulmo , from the Latin pulmonarius (of the lungs) as in pulmonology, or with pneumo (from Greek πνεύμων "lung") as in pneumonia. In embryonic development, the lungs begin to develop as an outpouching of the foregut, a tube which goes on to form the upper part of the digestive system. When the lungs are formed the fetus is held in the fluid filled amniotic sac and so they do not function to breathe. Blood is also diverted from the lungs through the ductus arteriosus. At birth, however, air begins to pass through the lungs, and the diversionary duct closes, so that the lungs can begin to respire. The lungs only fully develop in early childhood.
Анатомия
Өкпелер жүректің екі жағында, қабырға қуысында орналасқан. Олар конус пішіндес, жоғарғы бөлігі тар, дөңгелек және төменгі бөлігі кең, қисық болып келеді, ал кең негізі диафрагманың дөңгелек бетіне тіреледі. Сол өкпе жүрекпен орын бөліседі, сондықтан оның жиегінде сол өкпенің жүрек тілігі деп аталатын ойыс бар. Оң өкпе көлденең және көлбеу жарықтар арқылы үш бөлікке бөлінеді. Сол өкпе көлбеу жарық арқылы екі бөлікке бөлінеді, бұл жарық оң өкпедегі көлбеу жарыққа жақын орналасқан. Оң өкпедегі жоғарғы көлденең жарық жоғарғы (үстіңгі) бөлікті ортаңғы бөліктен ажыратады. Төменгі көлбеу жарық төменгі бөлікті ортаңғы және жоғарғы бөліктерден бөліп тұрады. Сол және оң өкпелердің сегменттері кестеде көрсетілген. Сегменттік анатомия өкпедегі ауру процестерін локализациялау үшін клиникалық жағынан пайдалы.
The lungs are located in the chest on either side of the heart in the rib cage. They are conical in shape with a narrow rounded apex at the top, and a broad concave base that rests on the convex surface of the diaphragm. The left lung shares space with the heart, and has an indentation in its border called the cardiac notch of the left lung to accommodate this. The right lung is divided into three lobes by a horizontal fissure, and an oblique fissure. The left lung is divided into two lobes by an oblique fissure which is closely aligned with the oblique fissure in the right lung. In the right lung the upper horizontal fissure, separates the upper (superior) lobe from the middle lobe. The lower, oblique fissure separates the lower lobe from the middle and upper lobes. Segments for the left and right lung are shown in the table. The segmental anatomy is useful clinically for localising disease processes in the lungs.
Оң өкпе
Оң өкпе сол өкпеге қарағанда көбірек бөлікшелер мен сегменттерге ие. Ол екі жарық арқылы – көлбеу және көлденең – үш бөлікшеге бөлінеді: жоғарғы, ортаңғы және төменгі. Көлденең жарық жоғарғы бөлікшені ортаңғы бөлікшеден бөліп тұрады. Ол өкпенің артқы жиегіне жақын орналасқан көлбеу жарықтан басталып, көлденең бағытта алға қарай жүреді де, алдыңғы жиегін төртінші қабырға шеміршегінің кеуде сүйек ұшының деңгейінде кесіп өтеді; медиастинальды бетінде ол гилумға дейін созылуы мүмкін. Оң өкпенің салмағы адамдар арасында әртүрлі болады, ерлердегі стандартты көрсеткіш диапазоны ал эми әйелдердегі көрсеткіш диапазоны .
The right lung has both more lobes and segments than the left. It is divided into three lobes, an upper, middle, and a lower lobe by two fissures, one oblique and one horizontal. The upper, horizontal fissure, separates the upper from the middle lobe. It begins in the lower oblique fissure near the posterior border of the lung, and, running horizontally forward, cuts the anterior border on a level with the sternal end of the fourth costal cartilage; on the mediastinal surface it may be traced back to the hilum. The weight of the right lung varies between individuals, with a standard reference range in men of and in women of .
Сол өкпе
Сол өкпе көлбеу жарықша арқылы екі бөлікке – жоғарғы және төменгі бөліктерге – бөлінеді. Бұл жарықша қабырғадан басталып, өкпенің сыртқы және орталық беттеріне дейін созылады, сонымен қатар өкпе қақпасының жоғары және төмен жағынан өтеді. Лингуланың екі бронхопульмонарлық сегменті бар: жоғарғы және төменгі. Трахея мен бронхтардың шырышты қабығы мен астыңғы қабатында лимфа капиллярларының торы бар. Шағын бронхтарда лимфа капиллярларының бір қабаты болады, ал альвеолаларда олар кездеспейді. Өкпелер организмдегі басқа ағзалардың барлығынан ірі лимфа дренаж жүйесімен қамтамасыз етілген. Әрбір өкпе висцеральді плевраның серозды қабықшасымен қоршалған, оның астында өкпе тініне жабысқан бос дәнекер тінінің қабаты орналасқан.
The left lung is divided into two lobes, an upper and a lower lobe, by the oblique fissure, which extends from the costal to the mediastinal surface of the lung both above and below the hilum. There are two bronchopulmonary segments of the lingula: superior and inferior. The trachea and bronchi have plexuses of lymph capillaries in their mucosa and submucosa. The smaller bronchi have a single layer of lymph capillaries, and they are absent in the alveoli. The lungs are supplied with the largest lymphatic drainage system of any other organ in the body. Each lung is surrounded by a serous membrane of visceral pleura, which has an underlying layer of loose connective tissue attached to the substance of the lung.
Тіркеу тіндері
Өкпенің дәнекер тіндері капиллярлар мен альвеола қабырғалары арасында тараған эластикалық және коллаген талшықтарынан тұрады. Эластин – клеткадан тыс матрицаның маңызды ақуызы және эластикалық талшықтардың негізгі құрауышы. Эластин тыныс алу кезіндегі үнемі созылуға қажетті серіктік пен иілгіштік қасиеттерін қамтамасыз етеді, бұл өкпеге серіктік делінеді. Ол сондай-ақ қажетті эластикалық қайтаруға жауапты. Эластин альвеолалардың ашылулары және альвеолалық қосылыстар сияқты жоғары кернеуге ұшырайтын аймақтарда көбірек шоғырланған. Өкпе нейроэндокринді жасушалары тыныс алу эпителийінің барлық бөліктерінде, оның ішінде альвеолалық эпителийде кездеседі, бірақ олар эпителий жасушаларының жалпы санының шамамен 0,5 пайызын құрайды. PNEC – бұл тыныс жолдарының қосылыс нүктелерінде ерекше шоғырланған, иннервацияланған тыныс жолдары эпителий жасушалары.
The connective tissue of the lungs is made up of elastic and collagen fibres that are interspersed between the capillaries and the alveolar walls. Elastin is the key protein of the extracellular matrix and is the main component of the elastic fibres. Elastin gives the necessary elasticity and resilience required for the persistent stretching involved in breathing, known as lung compliance. It is also responsible for the elastic recoil needed. Elastin is more concentrated in areas of high stress such as the openings of the alveoli, and alveolar junctions. Pulmonary neuroendocrine cells are found throughout the respiratory epithelium including the alveolar epithelium, though they only account for around 0.5 percent of the total epithelial population. PNECs are innervated airway epithelial cells that are particularly focused at airway junction points.
Бронхиалды тыныс жолдары
Бронхтарда толық емес трахеялық шеміршек сақиналары мен оларды ашық ұстап тұратын кішірек шеміршек пластиналары болады. Бронхиолалар шеміршекке сүйенуге тым тар, ал олардың қабырғалары тегіс бұлшықеттен тұрады, ал мұндай бұлшықеттер негізінен эпителийден ғана тұратын, тарырақ тыныс алу бронхиолаларында жоқ.
In the bronchi there are incomplete tracheal rings of cartilage and smaller plates of cartilage that keep them open. Bronchioles are too narrow to support cartilage and their walls are of smooth muscle, and this is largely absent in the narrower respiratory bronchioles which are mainly just of epithelium.
Тыныс алу жүйесі
Тыныс алу жолдарының өткізгіш аймағы соңғы бронхиолаларда аяқталады, олар тыныс алу бронхиолаларына тармақталады. Бұл тыныс алудың соңғы бірлігі – ацинус басталуын білдіреді, ол тыныс алу бронхиолаларын, альвеолалық түтіктерді, альвеолалық қаптарды және альвеолдарды қамтиды. Ацинус диаметрі 10 мм-ге дейін жетеді. Осылайша, ол альвеолалық түтіктерді, қаптарды және альвеолдарды қамтиды, бірақ тыныс алу бронхиолаларын қамтымайды. Екіншілік өкпеше деп сипатталатын бірлік – көбінесе өкпеше немесе тыныс алу өкпешесі деп аталатын өкпеше. Бұл өкпеше – көмекші құралсыз көруге болатын өкпенің ең кішкентай бөлігі. Тыныс алу бронхиоласы альвеолалық түтіктерге басталады, олар екі немесе одан да көп альвеолдарды қамтитын альвеолалық қаптарға жетеді. Микробиотада микобиота ретінде жиі кездесетін саңырауқұлақтардың туыстарына Candida, Malassezia, Saccharomyces және Aspergillus жатады.
The conducting zone of the respiratory tract ends at the terminal bronchioles when they branch into the respiratory bronchioles. This marks the beginning of the terminal respiratory unit called the acinus which includes the respiratory bronchioles, the alveolar ducts, alveolar sacs, and alveoli. An acinus measures up to 10 mm in diameter. Thus, it includes the alveolar ducts, sacs, and alveoli but not the respiratory bronchioles. The unit described as the secondary pulmonary lobule is the lobule most referred to as the pulmonary lobule or respiratory lobule. This lobule is a discrete unit that is the smallest component of the lung that can be seen without aid. The respiratory bronchiole gives rise to the alveolar ducts that lead to the alveolar sacs, which contain two or more alveoli. Fungal genera that are commonly found as mycobiota in the microbiota include Candida, Malassezia, Saccharomyces, and Aspergillus.
Тыныс алу жолдары
Төменгі тыныс алу жолдары – тыныс алу жүйесінің бөлігі, трахеядан және оның астындағы құрылымдардан, соның ішінде өкпелерден тұрады. Трахея жұтқыншақтан ауа қабылдайды және оң және сол негізгі бронхтарға бөлінетін жерге (карина) қарай төмендейді. Бұл бронхтар оң және сол өкпелерге ауа жеткізеді, өкпе бөліктері үшін екінші және үшінші бронхтарға, ал одан кішірек және кішірек бронхиолаларға бөлінеді, содан кейін тыныс алу бронхиолаларына айналады. Бұл бронхиолалар өз кезегінде альвеолалық өзектер арқылы альвеолаларға ауа жеткізеді, онда газдар алмасуы жүреді. Көмірқышқыл газы қаннан өкпеге диффузияланып, сыртқа шығарылады. Өкпелердің жалпы бетінің ауданына қатысты бағалаулар әртүрлі; көбінесе оқулықтар мен БАҚ-та "теннис кортының көлемі" деп айтылса да, шындығында ол жеке корттың жартысынан да кіші. Өткізу аймағындағы бронхтар ауа жолдарын ашық ұстау үшін гиалинді шеміршекпен нығайтылған. Бронхиолаларда шеміршек жоқ, олардың орнына тегіс бұлшықеттермен қоршалған. Бұл процесс мукоцилиарлық тазалау арқылы жүзеге асырылады. Тыныс алу жолдарының тегіс бұлшықеттеріндегі өкпелік созу рецепторлары Hering-Breuer рефлексі деп аталатын рефлексті іске қосады, ол күшті дем алу кезінде өкпелердің тым толуына қарсы тұрады.
The lower respiratory tract is part of the respiratory system, and consists of the trachea and the structures below this including the lungs. The trachea receives air from the pharynx and travels down to a place where it splits (the carina) into a right and left primary bronchus. These supply air to the right and left lungs, splitting progressively into the secondary and tertiary bronchi for the lobes of the lungs, and into smaller and smaller bronchioles until they become the respiratory bronchioles. These in turn supply air through alveolar ducts into the alveoli, where the exchange of gases take place. and carbon dioxide diffuses from the blood into the lungs to be breathed out. Estimates of the total surface area of lungs vary from ; although this is often quoted in textbooks and the media being "the size of a tennis court", it is actually less than half the size of a singles court. The bronchi in the conducting zone are reinforced with hyaline cartilage in order to hold open the airways. The bronchioles have no cartilage and are surrounded instead by smooth muscle. in a process called mucociliary clearance. Pulmonary stretch receptors in the smooth muscle of the airways initiate a reflex known as the Hering–Breuer reflex that prevents the lungs from over inflation, during forceful inspiration.
Қанмен қамтамасыз ету
Өкпе екі қан ағынымен қамтамасыз етіледі: бронхиялық және өкпелік айналым. Бронхиялық айналым бронхиялық артериялар арқылы, аортадан шығатын артериялар арқылы өкпелердің тыныс жолдарына тотыққан қан жеткізеді. Әдетте үш артерия болады: екеуі сол өкпеге, біреуі оң өкпеге, және олар бронхтар мен бронхиолалармен қатар тармақталады.
The lungs have a dual blood supply provided by a bronchial and a pulmonary circulation. The bronchial circulation supplies oxygenated blood to the airways of the lungs, through the bronchial arteries that leave the aorta. There are usually three arteries, two to the left lung and one to the right, and they branch alongside the bronchi and bronchioles.
Жүйке жүйесі
Өкпелерді автономды жүйке жүйесінің жүйкелері қамтамасыз етеді. Парасимпатиялық жүйке жүйесінен келетін сигнал блуждающий жүйке арқылы беріледі. Өкпеде тыныс алу жолдарындағы бета-2 адренорецепторларына норэпинефриннің әсер етуінен туындайтын симпатикалық тонус та бар, бұл бронхтардың кеңеюіне себеп болады. Тыныс алу процесі ми сабағындағы тыныс орталығынан берілетін нервтік сигналдар арқылы іске асырылады, осы сигналдар мойындық тораптан (cervical plexus) френикалық жүйке арқылы диафрагмаға жеткізіледі.
The lungs are supplied by nerves of the autonomic nervous system. Input from the parasympathetic nervous system occurs via the vagus nerve. The lungs also have a sympathetic tone from norepinephrine acting on the beta 2 adrenoceptors in the respiratory tract, which causes bronchodilation. The action of breathing takes place because of nerve signals sent by the respiratory center in the brainstem, along the phrenic nerve from the cervical plexus to the diaphragm.
Түрлілігі
Өкпе бөліктері анатомиялық өзгерістерге бейім. Оң өкпелердің 25%-ында көлденең интерлобарлық жарық толық болмайды, тіпті барлық жағдайлардың 11%-ында мүлдем жоқ болуы мүмкін. Сонымен қатар, 14% сол және 22% оң өкпелерде қосымша жарық табылды. Көлбеу жарық сол өкпелердің 21-47%-ында толық емес екені анықталды. Кейбір жағдайларда жарық жоқ немесе артық болуы мүмкін, нәтижесінде оң өкпеде екі бөлік ғана, ал сол өкпеде үш бөлік болады.
The lobes of the lung are subject to anatomical variations. A horizontal interlobar fissure was found to be incomplete in 25% of right lungs, or even absent in 11% of all cases. An accessory fissure was also found in 14% and 22% of left and right lungs, respectively. An oblique fissure was found to be incomplete in 21% to 47% of left lungs. In some cases a fissure is absent, or extra, resulting in a right lung with only two lobes, or a left lung with three lobes.
Даму
Адам өкпелерінің дамуы ларинготрахеялық жоғалаудан басталады және ұрықта бірнеше апта бойы, ал туғаннан кейін бірнеше жыл бойы жетіледі. Тыныс алу жолын құрайтын көмекей, трахея, бронхтар және өкпелер эмбриогенездің төртінші аптасында, алдыңғы ішектің қаудальдық бөлігіне жақын пайда болатын өкпе бүршігінен қалыптасады. Тыныс алу жолы тармақталған құрылымға ие және тыныс алу ағашы деп те аталады. Эмбрионда бұл құрылым тармақтану морфогенезі процесінде дамиды және тармақтың ұшының қайталап бөлінуі арқылы пайда болады. Өкпелердің дамуында (кейбір басқа мүшелердегідей) эпителий тармақталған түтіктерді құрайды. Өкпеде оң-сол симметриясы бар, және әрбір бронх бүршігі бронхқа айналатын түтікше эпителий ретінде өседі. Әрбір бронх бронхиолаларға тармақталады. Тармақтанудың себебі – әрбір түтікшенің ұшы екіге бөлінуі. Бесінші аптада оң бүршік үш екінші бронх бүршігіне, ал сол бүршік екі екінші бронх бүршігіне бөлінеді. Осыдан өкпе бөліктері пайда болады, оңда үш, солда екі. Келесі аптада екінші бүршіктер үшінші бүршіктерге тармақталады, әр жақта шамамен он бүршікке дейін. 16-шы аптадан 26-шы аптаға дейін бронхтар кеңейеді және өкпе тіндері жоғары қанмен қамтылады. Бронхиолалар мен альвеолалық өзектер де дамиды. 26-шы аптада соңғы бронхиолалар қалыптасады, олар екі тыныс алу бронхиоласына бөлінеді. 26-шы аптадан туғанға дейінгі кезеңде маңызды қан-ауа тосқауылы қалыптасады. Газ алмасуы жүретін I типті арнайы альвеола жасушалары, сондай-ақ өкпе беттік белсенділігін бөліп шығаратын II типті альвеола жасушалары пайда болады. Бұл зат альвеолалық беттегі беттік кернеуді төмендетеді, бұл альвеолалық қаптардың кеңеюіне мүмкіндік береді. Альвеолалық қаптарда альвеолалық өзектердің соңында пайда болатын бастапқы альвеолалар болады, ал олардың жеті ай шамасында пайда болуы шектеулі тыныс алуға мүмкіндік беретін және ерте туған нәрестенің тірі қалуы мүмкін болатын нүктені көрсетеді.
The development of the human lungs arise from the laryngotracheal groove and develop to maturity over several weeks in the foetus and for several years following birth. The larynx, trachea, bronchi and lungs that make up the respiratory tract, begin to form during the fourth week of embryogenesis from the lung bud which appears ventrally to the caudal portion of the foregut. The respiratory tract has a branching structure, and is also known as the respiratory tree. In the embryo this structure is developed in the process of branching morphogenesis, and is generated by the repeated splitting of the tip of the branch. In the development of the lungs (as in some other organs) the epithelium forms branching tubes. The lung has a left right symmetry and each bud known as a bronchial bud grows out as a tubular epithelium that becomes a bronchus. Each bronchus branches into bronchioles. The branching is a result of the tip of each tube bifurcating. During the fifth week the right bud branches into three secondary bronchial buds and the left branches into two secondary bronchial buds. These give rise to the lobes of the lungs, three on the right and two on the left. Over the following week, the secondary buds branch into tertiary buds, about ten on each side. From week 16 to week 26, the bronchi enlarge and lung tissue becomes highly vascularised. Bronchioles and alveolar ducts also develop. By week 26 the terminal bronchioles have formed which branch into two respiratory bronchioles. During the period covering the 26th week until birth the important blood–air barrier is established. Specialised type I alveolar cells where gas exchange will take place, together with the type II alveolar cells that secrete pulmonary surfactant, appear. The surfactant reduces the surface tension at the air alveolar surface which allows expansion of the alveolar sacs. The alveolar sacs contain the primitive alveoli that form at the end of the alveolar ducts,
and their appearance around the seventh month marks the point at which limited respiration would be possible, and the premature baby could survive.
Туғаннан кейін
Бала дүниеге келгенде өкпесі өкпеден шыққан сұйықтықпен толы болады және кеңеймейді. Бала дүниеге келгеннен кейін оның орталық жүйке жүйесі температура мен қоршаған ортаның күрт өзгеруіне ден қояды. Бұл шамамен 10 секунд ішінде алғашқы тыныс алуға себеп болады. Туғанға дейін өкпелер ұрықтық өкпе сұйықтығымен толы болады. Алғашқы тыныс алғаннан кейін сұйықтық денеге сіңіріліп немесе сыртқа шығарылады. Өкпе қан тамырларындағы қарсылық төмендеп, газ алмасу үшін бетінің ауданы артады, содан кейін өкпе өздігінен тыныс ала бастайды. Бұл өкпе тіндеріне қан ағынының артуына әкелетін басқа да өзгерістермен бірге жүреді. Альвеолалық қабыршақтар жетілмеген өкпедегі бір капиллярлық желінің орнына екі капиллярлық желіге ие. Капиллярлық желі жетілгеннен кейін ғана өкпе қалыпты өсу фазасына ене алады. Альвеолалардың санының алғашқы өсуінен кейін альвеолалардың кеңею кезеңі де болады.
At birth, the baby's lungs are filled with fluid secreted by the lungs and are not inflated. After birth the infant's central nervous system reacts to the sudden change in temperature and environment. This triggers the first breath, within about 10 seconds after delivery. Before birth, the lungs are filled with fetal lung fluid. After the first breath, the fluid is quickly absorbed into the body or exhaled. The resistance in the lung's blood vessels decreases giving an increased surface area for gas exchange, and the lungs begin to breathe spontaneously. This accompanies other changes which result in an increased amount of blood entering the lung tissues. Alveolar septa have a double capillary network instead of the single network of the developed lung. Only after the maturation of the capillary network can the lung enter a normal phase of growth. Following the early growth in numbers of alveoli there is another stage of the alveoli being enlarged.
Газ алмасу
Өкпенің басты функциясы – өкпе мен қан арасындағы газ алмасу процесі. Альвеолалық және өкпе капиллярларындағы газдар жұқа қан-ауа тосқауылы арқылы тепе-теңдікке жетеді. Бұл жұқа мембрана (қалыңдығы шамамен 0,5–2 мкм) 300 миллионға жуық альвеолаға бүктеліп, газ алмасу үшін өте кең (шамамен 70 мен 145 м² аралығында) беттік ауданды қамтамасыз етеді. Өкпелер өздігінен кеңейіп, тыныс ала алмайды, көкірек қуысының көлемі артқанда ғана кеңейеді. Бұл, тыныс алу бұлшықтарының, әсіресе диафрагманың жирылуы және суретте көрсетілгендей, қабырғалардың жоғары көтерілуін қамтамасыз ететін қабырғааралық бұлшықтардың әрекеті арқылы жүзеге асырылады. Тыныс шығару кезінде бұлшықтар босанып, өкпелер тынығу күйіне оралады. Осы кезде өкпеде ауаның функционалдық қалдық көлемі (ФҚК) болады, ол ересек адамда шамамен 2,5–3,0 литрге тең. Сонымен қатар, өкпенің ішкі қабығында макрофагтар – өкпеге енген қалдықтар мен микроорганизмдерді фагоцитоз процесі арқылы жұтып, жоятын иммундық жасушалар, сондай-ақ дендриттік жасушалар бар, олар антигендерді ұсынып, Т-жасушалары мен В-жасушалары сияқты бейімделген иммундық жүйенің компоненттерін белсендіреді. Өкпелер қанның қышқылдық-негіздік гомеостазын сақтауда маңызды рөл атқарады, себебі тыныс алу кезінде көмірқышқыл газын шығарады. Өкпелер сонымен қатар қорғаныш функциясын да атқарады. Простагландиндердің кейбір түрлері, лейкотриендер, серотонин және брадикинин сияқты бірнеше заттар қан арқылы өкпе арқылы шығарылады. Өкпелер тамырлардағы ұсақ қан тіршектерін сүзіп, олардың артерияларға өтіп, инсульт тудыруына жол бермейді, сондай-ақ, әртүрлі паралингвистикалық коммуникацияларға, мысалы, көңілсіз дем тартулар мен қылықты тыныстарға қатысады. Зерттеулер өкпенің қан тромбоциттерін өндіруде де рөл атқаратынын көрсетеді.
The major function of the lungs is gas exchange between the lungs and the blood. The alveolar and pulmonary capillary gases equilibrate across the thin blood–air barrier. This thin membrane (about 0.5 –2 μm thick) is folded into about 300 million alveoli, providing an extremely large surface area (estimates varying between 70 and 145 m2) for gas exchange to occur. The lungs are not capable of expanding to breathe on their own, and will only do so when there is an increase in the volume of the thoracic cavity. This is achieved by the muscles of respiration, through the contraction of the diaphragm, and the intercostal muscles which pull the rib cage upwards as shown in the diagram. During breathing out the muscles relax, returning the lungs to their resting position. At this point the lungs contain the functional residual capacity (FRC) of air, which, in the adult human, has a volume of about 2.5–3.0 litres. In addition, the lining of the lung also contains macrophages, immune cells which engulf and destroy debris and microbes that enter the lung in a process known as phagocytosis; and dendritic cells which present antigens to activate components of the adaptive immune system such as T cells and B cells. The lungs are involved in the blood's acid–base homeostasis by expelling carbon dioxide when breathing. The lungs also serve a protective role. Several blood borne substances, such as a few types of prostaglandins, leukotrienes, serotonin and bradykinin, are excreted through the lungs. The lungs filter out small blood clots from veins and prevent them from entering arteries and causing strokes. and other paralanguage communications such as sighs and gasps. Research suggests a role of the lungs in the production of blood platelets.
Гендер мен ақуыздар экспрессиясы
Адам жасушаларында шамамен 20 000 ақуызды кодтайтын гендер экспрессияланады, және олардың шамамен 75% қалыпты өкпеде экспрессияланады. Осы гендердің 200-ден азы ғана өкпеде көбірек экспрессияланады, ал 20-дан азы ғана өкпеге өте тән. Өкпеге тән ақуыздардың ең жоғары экспрессиясы – әртүрлі серфактант ақуыздары.
About 20,000 protein coding genes are expressed in human cells and almost 75% of these genes are expressed in the normal lung. A little less than 200 of these genes are more specifically expressed in the lung with less than 20 genes being highly lung specific. The highest expression of lung specific proteins are different surfactant proteins,
Клиникалық маңызы
Өкпеге түрлі аурулар мен жағдайлар әсер етуі мүмкін. Пульмонология – өкпе және тыныс алу жүйесінің ауруларын зерттейтін медициналық мамандық. Кардиоторакальдық хирургия өкпеге жасалатын операциялармен, соның ішінде өкпе көлемін азайту операциясы, лобектомия, пневмектомия және өкпе трансплантациясымен айналысады.
Lungs can be affected by a number of diseases and disorders. Pulmonology is the medical speciality that deals with respiratory diseases involving the lungs and respiratory system. Cardiothoracic surgery deals with surgery of the lungs including lung volume reduction surgery, lobectomy, pneumectomy and lung transplantation.
Қабыну және инфекция
Өкпе тінінің қабыну жағдайлары пневмония, тыныс жолдарының қабынуы бронхит және бронхиолит, ал өкпелерді қоршап тұрған плевраның қабынуы плеврит болып табылады. Қабыну көбінесе бактериялар немесе вирустарға байланысты инфекциялардан туындайды. Егер өкпе тіні басқа себептерден қабынса, онда ол пневмонит деп аталады. Бактериялық пневмонияның маңызды себептерінің бірі – туберкулез. АҚШ-та кейбір егеуқұйрық түрлері адамдарға хантавирусты жұқтыруы мүмкін, бұл емдеуге келмейтін хантавирусты өкпе синдромын тудырады, ол жедел тыныс жетіспеу синдромына (ARDS) ұқсас белгілермен көрінеді. Алкоголь өкпеге әсер етеді және алкогольдік қабынулы өкпе ауруын тудыруы мүмкін. Алкогольге күрт әсер ету тыныс жолдары эпителийіндегі кірпікшелердің қозғалысын күшейтеді. Бірақ, созылмалы әсер кірпікшелердің реакциясын әлсіретіп, мукоцилиарлық клиренсті (МКК) төмендетеді. МКК – ластағыштар мен патогендерден қорғайтын туа біткен қорғаныс жүйесі, және ол бұзылғанда альвеолалық макрофагтардың саны азаяды. Соңынан қабыну реакциясы цитокиндердің бөлінуіне алып келеді. Тағы бір салдары – инфекцияға осалдық.
Inflammatory conditions of the lung tissue are pneumonia, of the respiratory tract are bronchitis and bronchiolitis, and of the pleurae surrounding the lungs pleurisy. Inflammation is usually caused by infections due to bacteria or viruses. When the lung tissue is inflamed due to other causes it is called pneumonitis. One major cause of bacterial pneumonia is tuberculosis. In the US certain species of rat can transmit a hantavirus to humans that can cause untreatable hantavirus pulmonary syndrome with a similar presentation to that of acute respiratory distress syndrome (ARDS). Alcohol affects the lungs and can cause inflammatory alcoholic lung disease. Acute exposure to alcohol stimulates the beating of cilia in the respiratory epithelium. However, chronic exposure has the effect of desensitising the ciliary response which reduces mucociliary clearance (MCC). MCC is an innate defense system protecting against pollutants and pathogens, and when this is disrupted the numbers of alveolar macrophages are decreased. A subsequent inflammatory response is the release of cytokines. Another consequence is the susceptibility to infection.
Қанмен қамтамасыз етудің өзгеруі
Өкпе эмболиясы – өкпе артерияларында тұрып қалған қан қыстысы. Эмболиялардың басым бөлігі аяқтардағы терең тамыр тромбозының салдарынан пайда болады. Өкпе эмболиясын анықтау үшін вентиляция/перфузиялық сканирование, өкпе артерияларының компьютерлік томографиясы немесе D-димер сияқты қан тесттері қолданылуы мүмкін.
A pulmonary embolism is a blood clot that becomes lodged in the pulmonary arteries. The majority of emboli arise because of deep vein thrombosis in the legs. Pulmonary emboli may be investigated using a ventilation/perfusion scan, a CT scan of the arteries of the lung, or blood tests such as the D dimer.
Өкпе ауруларының обструктивті түрі
Астма, бронхоэктаз және созылмалы обструктивті өкпе ауруы (СОӨА), оның ішінде созылмалы бронхит және эмфизема – тыныс жолдарының тарылуымен сипатталатын өкпе ауруларының барлық обструктивті түрлері. Бұл бронх ағашының қабынуға байланысты тарылуы салдарынан альвеолаларға енетін ауа мөлшерін шектейді. Обструктивті өкпе аурулары көбінесе симптомдар арқылы анықталады және спирометрия сияқты өкпе функционалдық сынақтарымен диагностикаланады. Көптеген обструктивті өкпе ауруларын тудыратын факторларды болдырмау (мысалы, үй шаңы немесе темекі шегу), бронходилататорлар сияқты симптомдарды бақылау және ауыр жағдайларда қабынуды басу (мысалы, кортикостероидтар арқылы) арқылы емдеуге болады. Созылмалы бронхит пен эмфиземаның жиі кездесетін себебі – темекі шегу, ал бронхоэктаздың себептеріне ауыр инфекциялар мен кістік фиброз жатады. Астманың нақты себебі әлі белгісіз, бірақ ол басқа атопиялық аурулармен байланысты. Темекі шегудің нәтижесінде жиі болатын альвеолалық тіндердің зақымдануы эмфиземаға алып келеді, ол СОӨА-ға дейін прогрессиялай алады. Эластаза өкпе дәнекер тініндегі эластинді ыдыратады, бұл да эмфиземаға себеп болуы мүмкін. Эластаза жіті фазадағы альфа-1 антитрипсинмен тежеледі, ал оның жетіспеушілігі эмфиземаның дамуына әкелуі мүмкін. Темекі шегуден туындаған тұрақты стресс кезінде тыныс жолдарының базальды жасушалары бұзылып, эпителийлік тосқауылды жаңаруға қажетті регенеративтік қабілетін жоғалтады. Бұзылған базальды жасушалар СОӨА-ға тән тыныс жолдарының маңызды өзгерістеріне жауапты деп саналады және тұрақты стресс кезінде қатерлі өзгеріске ұшырауы мүмкін. Зерттеулер эмфиземаның бастапқы дамуының кішкентай тыныс жолдарының тыныс жол эпителийіндегі ерте өзгерістерге байланысты екенін көрсетті.
Asthma, bronchiectasis, and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) that includes chronic bronchitis, and emphysema, are all obstructive lung diseases characterised by airway obstruction. This limits the amount of air that is able to enter alveoli because of constriction of the bronchial tree, due to inflammation. Obstructive lung diseases are often identified because of symptoms and diagnosed with pulmonary function tests such as spirometry. Many obstructive lung diseases are managed by avoiding triggers (such as dust mites or smoking), with symptom control such as bronchodilators, and with suppression of inflammation (such as through corticosteroids) in severe cases. A common cause of chronic bronchitis, and emphysema, is smoking; and common causes of bronchiectasis include severe infections and cystic fibrosis. The definitive cause of asthma is not yet known, but it has been linked to other atopic diseases. The breakdown of alveolar tissue, often as a result of tobacco smoking leads to emphysema, which can become severe enough to develop into COPD. Elastase breaks down the elastin in the lung's connective tissue that can also result in emphysema. Elastase is inhibited by the acute phase protein, alpha 1 antitrypsin, and when there is a deficiency in this, emphysema can develop. With persistent stress from smoking, the airway basal cells become disarranged and lose their regenerative ability needed to repair the epithelial barrier. The disorganised basal cells are seen to be responsible for the major airway changes that are characteristic of COPD, and with continued stress can undergo a malignant transformation. Studies have shown that the initial development of emphysema is centred on the early changes in the airway epithelium of the small airways.
Өкпе аурулары
Кейбір түрдегі созылмалы өкпе аурулары, тыныс алуға қатысқан өкпе тінінің көлемі шектелуіне байланысты, шектеуші өкпе аурулары деп жіктеледі. Оларға өкпе фиброзы жатады, ол өкпе ұзақ уақыт бойы қабынуы салдарынан пайда болады. Өкпедегі фиброз – бұл жұмыс істейтін өкпе тінінің фиброзды біріктіргіш тінімен алмасуы. Бұл көміршілердің пневмокониозы сияқты көптеген кәсіптік өкпе ауруларына, аутоиммундық ауруларға немесе сирек жағдайларда дәрі-дәрмектерге реакцияға байланысты болуы мүмкін.
Some types of chronic lung diseases are classified as restrictive lung disease, because of a restriction in the amount of lung tissue involved in respiration. These include pulmonary fibrosis which can occur when the lung is inflamed for a long period of time. Fibrosis in the lung replaces functioning lung tissue with fibrous connective tissue. This can be due to a large variety of occupational lung diseases such as Coalworker's pneumoconiosis, autoimmune diseases or more rarely to a reaction to medication.
Туған аурулар
Туғаннан келетін ауруларға кистоздық фиброз, өкпе гипоплазиясы (өкпелердің толық жетілмеген дамуы), туа біткен диафрагмалық жарық, және өкпедегі серфинканттың жетіспеушілігінен туындаған нәрестелердің тыныс алу қиындығы синдромы жатады. Азигос бөлігі – туа біткен анатомиялық өзгеріс, көбінесе зиянсыз болғанымен, торакоскопиялық процедураларда проблемалар тудыруы мүмкін.
Congenital disorders include cystic fibrosis, pulmonary hypoplasia (an incomplete development of the lungs)congenital diaphragmatic hernia, and infant respiratory distress syndrome caused by a deficiency in lung surfactant. An azygos lobe is a congenital anatomical variation which though usually without effect can cause problems in thoracoscopic procedures.
Плевралық кеңістіктегі қысым
Пневмоторакс (өкпе жапырылуы) – плевра кеңістігінде ауаның қалыптан тыс жиналуы, ол өкпенің кеуде қабырғасынан бөлінуіне себеп болады. Өкпе плевра кеңістігіндегі ауа қысымына қарсы кеңейе алмайды. Түсінуге оңай мысал – жарақаттанған пневмоторакс, онда ауа денеден сырттан плевра кеңістігіне енеді, мысалы, кеуде қабырғасына тесік салғанда. Сол сияқты, су астына сүңгіп, демінен тоқтап, өкпесі толыққандай толған күйде көтерілгендерде ауа қапшықтары (альвеолалар) жарылып, жоғары қысымды ауа плевра кеңістігіне ағып түсуі мүмкін.
A pneumothorax (collapsed lung) is an abnormal collection of air in the pleural space that causes an uncoupling of the lung from the chest wall. The lung cannot expand against the air pressure inside the pleural space. An easy to understand example is a traumatic pneumothorax, where air enters the pleural space from outside the body, as occurs with puncture to the chest wall. Similarly, scuba divers ascending while holding their breath with their lungs fully inflated can cause air sacs (alveoli) to burst and leak high pressure air into the pleural space.
Тексеру
Тыныс алу жүйесінің қысқару және жөтел сияқты белгілеріне жауап ретінде жүргізілетін физикалық тексерудің бір бөлігі ретінде өкпе тексеруі жүргізілуі мүмкін. Бұл тексеруге пальпация және аускультация кіреді. Стетоскоп арқылы тыңдауға болатын өкпе аймақтары өкпе өрісі деп аталады, олар – артқы, бүйірлік және алдыңғы өкпе өрістері. Артқы өрістер арқадан тыңдалады және төменгі бөлікшелерді (артқы өрістің үштен екі бөлігін құрайды), алдыңғы өрістер қалған бөлігін, ал қолтық астындағы бүйірлік өрістерді қамтиды – тілшелік бөлік үшін сол қолтықты, оң бөлік үшін орталық оң бөлікшені. Алдыңғы өрістерді алдыңғы жағынан да аускультациялауға болады. Тыңдауды жақсартатын арқадағы жұқа бұлшықеттер аймағы аускультациялық үшбұрыш деп аталады. Өкпе тексеру кезінде естілген бөгде тыныс дыбыстары өкпе ауруының болуын көрсетеді; мысалы, сызғырық үні көбінесе астма және СЖСБ (әрекетсіз дем алу синдромы) ауруларымен байланысты.
As part of a physical examination in response to respiratory symptoms of shortness of breath, and cough, a lung examination may be carried out. This exam includes palpation and auscultation. The areas of the lungs that can be listened to using a stethoscope are called the lung fields, and these are the posterior, lateral, and anterior lung fields. The posterior fields can be listened to from the back and include: the lower lobes (taking up three quarters of the posterior fields); the anterior fields taking up the other quarter; and the lateral fields under the axillae, the left axilla for the lingual, the right axilla for the middle right lobe. The anterior fields can also be auscultated from the front. An area known as the triangle of auscultation is an area of thinner musculature on the back which allows improved listening. Abnormal breathing sounds heard during a lung exam can indicate the presence of a lung condition; wheezing for example is commonly associated with asthma and COPD.
Функционалдық сынақ
Өкпе функциясын тексеру адамның әртүрлі жағдайларда дем алу және сыртқа тыныс шығару қабілетін бағалау арқылы жүзеге асырылады. Тыныш күйдегі адамның дем алатын және сыртқа тыныс шығаратын ауаның көлемі – бұл төменгі көлем (қалыпты жағдайда 500–750 мл); дем алу резервінің көлемі және дем шығару резервінің көлемі – бұл адамның тиісінше күшпен дем алуы және сыртқа тыныс шығаруы мүмкін қосымша мөлшерлер. Күштеп дем алу мен сыртқа тыныс шығарудың жиынтығы адамның өмірлік сыйымдылығын құрайды. Өкпеден ауаның барлығы күштеп сыртқа тыныс шығарғаннан кейін де шығарылмайды; қалған ауа қалдық көлем деп аталады. Бұл терминдердің барлығы бірге өкпе көлемдері деп аталады. Функционалдық қалдық сыйымдылықты тек сыртқа тыныс шығаруға негізделген тесттермен өлшеу мүмкін емес, себебі адам өзінің жалпы функционалдық сыйымдылығының 80% ғана сыртқа шығара алады. Өкпе функциясын анықтаудың басқа тесттеріне спирометрия жатады, ол дем алуға және сыртқа тыныс шығаруға болатын ауаның мөлшерін (көлемін) және жылдамдығын өлшейді. Сыртқа шығарылатын тыныстың ең үлкен көлемі – өмірлік сыйымдылық деп аталады. Атап айтқанда, адамның бір секунд ішінде қаншалықты сыртқа тыныс шығара алатыны (күштеп сыртқа тыныс шығару көлемі (FEV1)) оның барлық сыртқа тыныс шығара алатын көлеміне (FEV) қатынасы маңызды. Бұл қатынас, FEV1/FEV қатынасы, өкпе ауруының шектеуші ме, обструктивті ме екенін анықтау үшін маңызды.
Lung function testing is carried out by evaluating a person's capacity to inhale and exhale in different circumstances. The volume of air inhaled and exhaled by a person at rest is the tidal volume (normally 500–750 mL); the inspiratory reserve volume and expiratory reserve volume are the additional amounts a person is able to forcibly inhale and exhale respectively. The summed total of forced inspiration and expiration is a person's vital capacity. Not all air is expelled from the lungs even after a forced breath out; the remainder of the air is called the residual volume. Together these terms are referred to as lung volumes. Functional residual capacity cannot be measured by tests that rely on breathing out, as a person is only able to breathe a maximum of 80% of their total functional capacity. Other lung function tests include spirometry, measuring the amount (volume) and flow of air that can be inhaled and exhaled. The maximum volume of breath that can be exhaled is called the vital capacity. In particular, how much a person is able to exhale in one second (called forced expiratory volume (FEV1)) as a proportion of how much they are able to exhale in total (FEV). This ratio, the FEV1/FEV ratio, is important to distinguish whether a lung disease is restrictive or obstructive.
Құстар
Құстардың өкпелері салыстырмалы түрде кішкентай, бірақ денелерінің көп бөлігін қамтитын 8 немесе 9 ауа қабығымен байланысқан, ал олар өз кезегінде сүйектердегі ауа кеңістіктеріне жалғасқан. Тыныс алғанда, ауа құстың трахеясы арқылы ауа қабығына өтеді. Содан кейін ауа артқы жақтағы ауа қабықтарынан, көлемі салыстырмалы түрде тұрақты өкпе арқылы, алдыңғы жақтағы ауа қабықтарына үздіксіз қозғалады. Осы жерден ауа сыртқа шығарылады. Мұндай тұрақты көлемді өкпелер "айналымды өкпелер" деп аталады, олар көптеген басқа жануарларда кездесетін "қырсық тәрізді өкпелерден" ерекшеленеді. Құстардың өкпелерінде парабронхи деп аталатын миллиондаған ұсақ, параллель өткелдер бар. Кішкентай өткелдердің қабырғаларынан атриялар деп аталатын кішкентай қуыстар шығады; олар, басқа өкпелердегі альвеолалар сияқты, жай диффузия арқылы газ алмасу орыны болып табылады. Ауа ағыны бір бағытта болатын парабронхилер палеопульмоникалық парабронхилер деп аталады және барлық құстарда кездеседі. Дегенмен, кейбір құстарда парабронхидегі ауа ағыны екі бағытта болатын өкпе құрылымы да бар. Бұлар неопульмоникалық парабронхилер деп аталады. Қазір жойылған птерозаврлар осы өкпе түрін одан әрі жетілдірген сияқты, ауа қабықтарын қанат мембранасына, ал лонходектидтер, тупуксуаралар және ацдархоидтарда артқы аяқтарына дейін созған. Бауырымен тыныс алатын жануарлардың өкпелері әдетте қабырғалардың кеңеюі мен жирылуы арқылы ауа алады, бұл омыртқа бұлшықеттері мен ауыздық сорғылау арқылы жүзеге асырылады. Крокодилдер де бауыр поршень әдісіне сенеді, онда бауыр диафрагматика деп аталатын жамбас сүйегіне (жамбас сүйегінің бөлігіне) бекітілген бұлшықет арқылы кері тартылады, бұл өз кезегінде крокодилдің кеуде қуысында теріс қысым тудырады, соның салдарынан ауа Бойль заңы бойынша өкпеге өтеді. Қайыңдар қабырғаларын қозғалта алмайды, сондықтан алдыңғы аяқтары мен көкірек белдеуін пайдаланып ауаны өкпелеріне сорып алады және шығарады. Ауыздық сорғылау кезінде ауыз қуысының едені төмендейді, ауыз қуысын ауамен толтырады. Содан кейін жұтқыншақ бұлшықеттері жұтқыншақты бас сүйектің астыңғы жағына қысып, ауаны өкпеге итереді. Тері арқылы тыныс алу мүмкіндігі және кішкентай мөлшерінің арқасында барлық белгілі өкпесіз төрт аяқты жануарлар - қосмекенділер. Саламандардың көпшілігі өкпесіз саламандар болып табылады, олар терісі мен ауыз қуысын жабатын тіндер арқылы тыныс алады. Бұл олардың мөлшерін міндетті түрде шектейді: барлығы кішкентай және жіңішке денелі, дене көлеміне қатысты тері бетін барынша арттырады. Өкпесі жоқ басқа төрт аяқты жануарлар - Борнеодағы жалпақ бас бақасы және кесектілер. Амфибиялардың өкпелерінде сыртқы қабырғалардың айналасында бірнеше тар ішкі қабырғалар (септалар) болады, бұл тыныс алу бетінің ауданын ұлғайтып, өкпеге бал арасы тәрізді көрініс береді. Кейбір саламандраларда тіпті бұл қабырғалар да жоқ, ал өкпеде тегіс қабырға болады. Қасқырларда, жыландардағыдай, тек оң өкпе ғана белгілі бір мөлшерге жетеді немесе дамиды. Өкпелері бар жалғыз балық тобы - бихирлер - екі қабатты қуыс қаптармен, газ алмасу өте жазық бүгілген жерлер арқылы жүреді, бұл олардың ішкі бетінің ауданын ұлғайтады. Өкпелі балықтардың өкпелері төрт аяқты жануарлардың өкпелеріне көбірек ұқсайды. Бұл жерде паренхималық септалардың күрделі желісі бар, олар оларды көптеген тыныс алу камераларына бөледі. Австралиялық өкпелі балықта екі жапыраққа бөлінген болса да, тек бір өкпе бар. Алайда, басқа өкпелі балықтардың дәстүрлі түрде екі өкпесі бар деп саналады, бірақ жаңа зерттеулер жұптасқан өкпелерді бір мезгілде пайда болатын екі жақты өкпе бүршіктері ретінде анықтайды және екеуі де тек төрт аяқты жануарларда ғана көрінетін алдыңғы ішекке тікелей жалғасқан. Барлық өкпелі балықтарда, соның ішінде австралиялықтарда, өкпелер дененің жоғарғы арқалық бөлігінде орналасқан, ал жалғастыратын өзек тамақ ішегінің айналасында және үстінде иілген. Қанмен қамтамасыз ету де тамақ ішегінің айналасында айналады, бұл өкпелер бастапқыда дененің ішкі бөлігінде, басқа омыртқалы жануарлар сияқты дамығандығын көрсетеді. Ауырғанақтардың денелерінде ауаның кітапша өкпелеріне кіруіне арналған спиральдер бар. Кокостық краб құрлықта тіршілік етеді және ауамен дем алу үшін бранхиостегальдық өкпелер деп аталатын құрылымдарды қолданады. Жас балапандар теңізге шығарылады, алайда ересектер жүзе алмайды және тек қана кірпіктерінің бастапқы жиынтығына ие. Ересектер құрлықта дем алып, су астында деміне бөленіп отырады. Бранхиостегальдық өкпелер судан құрлыққа көшуге бейімделудің даму кезеңі ретінде қарастырылады, немесе балықтан қосмекендіге көшуге бейімделудің даму кезеңі ретінде қарастырылады. Pulmonates көбінесе құрлықта тіршілік ететін қоңырлар мен слизняктар, олар қабық қуысынан қарапайым өкпе дамытқан. Сырттан орналасқан тесік, пневмостома деп аталады, ауаның қабық қуысы өкпесіне өтуіне мүмкіндік береді.
The lungs of birds are relatively small, but are connected to 8 or 9 air sacs that extend through much of the body, and are in turn connected to air spaces within the bones. On inhalation, air travels through the trachea of a bird into the air sacs. Air then travels continuously from the air sacs at the back, through the lungs, which are relatively fixed in size, to the air sacs at the front. From here, the air is exhaled. These fixed size lungs are called "circulatory lungs", as distinct from the "bellows type lungs" found in most other animals. The lungs of birds contain millions of tiny parallel passages called parabronchi. Small sacs called atria radiate from the walls of the tiny passages; these, like the alveoli in other lungs, are the site of gas exchange by simple diffusion. Parabronchi in which the air flow is unidirectional are called paleopulmonic parabronchi and are found in all birds. Some birds, however, have, in addition, a lung structure where the air flow in the parabronchi is bidirectional. These are termed neopulmonic parabronchi. The now extinct pterosaurs have seemingly even further refined this type of lung, extending the airsacs into the wing membranes and, in the case of lonchodectids, tupuxuara, and azhdarchoids, the hindlimbs. Reptilian lungs typically receive air via expansion and contraction of the ribs driven by axial muscles and buccal pumping. Crocodilians also rely on the hepatic piston method, in which the liver is pulled back by a muscle anchored to the pubic bone (part of the pelvis) called the diaphragmaticus, which in turn creates negative pressure in the crocodile's thoracic cavity, allowing air to be moved into the lungs by Boyle's law. Turtles, which are unable to move their ribs, instead use their forelimbs and pectoral girdle to force air in and out of the lungs. In buccal pumping, the floor of the mouth is lowered, filling the mouth cavity with air. The throat muscles then presses the throat against the underside of the skull, forcing the air into the lungs. Due to the possibility of respiration across the skin combined with small size, all known lungless tetrapods are amphibians. The majority of salamander species are lungless salamanders, which respirate through their skin and tissues lining their mouth. This necessarily restricts their size: all are small and rather thread like in appearance, maximising skin surface relative to body volume. Other known lungless tetrapods are the Bornean flat headed frog and Atretochoana eiselti, a caecilian. The lungs of amphibians typically have a few narrow internal walls (septa) of soft tissue around the outer walls, increasing the respiratory surface area and giving the lung a honeycomb appearance. In some salamanders even these are lacking, and the lung has a smooth wall. In caecilians, as in snakes, only the right lung attains any size or development. Bichirs, the only group of ray finned fish with lungs, have a pair which are hollow unchambered sacs, where the gas exchange occurs on very flat folds that increase their inner surface area. The lungs of lungfish show more resemblance to tetrapod lungs. There is an elaborate network of parenchymal septa, dividing them into numerous respiration chambers. In the Australian lungfish, there is only a single lung, albeit divided into two lobes. Other lungfish, however, have traditionally been considered having two lungs, but newer research defines paired lungs as bilateral lung buds that arise simultaneously and are both connected directly to the foregut, which is only seen in tetrapods. In all lungfish, including the Australian, the lungs are located in the upper dorsal part of the body, with the connecting duct curving around and above the esophagus. The blood supply also twists around the esophagus, suggesting that the lungs originally evolved in the ventral part of the body, as in other vertebrates. Scorpions have spiracles on their body for the entrance of air to the book lungs. The coconut crab is terrestrial and uses structures called branchiostegal lungs to breathe air. Juveniles are released into the ocean, however adults cannot swim and possess an only rudimentary set of gills. The adult crabs can breathe on land and hold their breath underwater. The branchiostegal lungs are seen as a developmental adaptive stage from water living to enable land living, or from fish to amphibian. Pulmonates are mostly land snails and slugs that have developed a simple lung from the mantle cavity. An externally located opening called the pneumostome allows air to be taken into the mantle cavity lung.
Эволюциялық шығу тегі
Қазіргі кездегі құрлықта тіршілік ететін омыртқалы жануарлардың өкпелері мен қазіргі балықтардың газ қуыстары, ерте балықтарға оттегі аз жағдайда ауа жұтуға мүмкіндік берген, қызыл ішекten шығып түскен қарапайым қаптардан пайда болған деп саналады. Бұл шығыңқылар алғаш рет сүйекті балықтарда пайда болды. Көптеген қанатты балықтарда қаптар жабық газ қуыстарына айналды, ал карп, форель, сельдь, сом және шабақтардың бір бөлігі физиостомалық жағдайын сақтап қалды, онда қап қызыл ішекке ашық болады. Гар, бичир, боуфин және лобті қанатты балықтар сияқты базальды сүйекті балықтарда газ қуысы негізінен өкпе ретінде жұмыс істейді.
The lungs of today's terrestrial vertebrates and the gas bladders of today's fish are believed to have evolved from simple sacs, as outpocketings of the esophagus, that allowed early fish to gulp air under oxygen poor conditions. These outpocketings first arose in the bony fish. In most of the ray finned fish the sacs evolved into closed off gas bladders, while a number of carp, trout, herring, catfish, and eels have retained the physostome condition with the sac being open to the esophagus. In more basal bony fish, such as the gar, bichir, bowfin and the lobe finned fish, the bladders have evolved to primarily function as lungs.