Elpošanas sistēmas loma organismā

Deguna dobumā gaiss tiek sasildīts līdz ķermeņa temperatūrai un piesātināts ar ūdens tvaikiem, jo gļotāda ir bagāta ar asinsvadiem. Deguna gliemežnīcas rada virpuļus, kas lielākas daļiņas notriec uz gļotādu. Tāpēc elpošana caur degunu ir fizioloģiski pareizāka nekā caur muti.

Balsenē atrodas balss krokas, un tur elpceļš krustojas ar barības ceļu. Rīšanas laikā balsenes vāks noslēdz ieeju elpceļos. Šī mehānisma traucējumi noved pie aspirācijas, kas ir nopietna problēma pēc insulta un neiroloģiskās slimībās.

Traheja sadalās divos galvenajos bronhos, un tālāk sazarošanās atkārtojas daudzus desmitus reižu. Ar katru dalīšanos atsevišķais elpceļš kļūst šaurāks, bet visu elpceļu kopējais šķērsgriezuma laukums strauji pieaug, tāpēc gaisa plūsmas ātrums perifērijā krītas gandrīz līdz nullei, un pēdējo posmu gāzes veic difūzijas ceļā.

Alveolas ir sīki, cieši pieguļoši maisiņi, ko no ārpuses aptīt kapilāru tīkls. Kopējā apmaiņas virsma ir ļoti liela, bet barjera starp gaisu un asinīm ir ārkārtīgi plāna. Tieši šī kombinācija padara apmaiņu tik efektīvu.

1. Gaiss ieiet degunā, tiek sasildīts, samitrināts un attīrīts.
2. Caur rīkli un balseni tas nonāk trahejā.
3. Bronhu koks to sadala arvien sīkākos ceļos līdz bronhioliem.
4. Elpošanas bronhioli un alveolārie kanāli ved līdz alveolām.
5. Alveolā skābeklis difundē asinīs, oglekļa dioksīds pretējā virzienā.

Plaušām pašām nav muskuļu. Tās seko krūškurvja kustībām, jo starp plaušu un krūškurvja sienas pleiras lapiņām ir plāns šķidruma slānis un pazemināts spiediens, kas abas virsmas notur kopā.

Ieelpā diafragma saraujas un nolaižas, ārējie starpribu muskuļi paceļ ribas. Krūškurvja tilpums palielinās, spiediens plaušās kļūst zemāks par atmosfēras spiedienu, un gaiss ieplūst. Miera stāvoklī izelpa ir pasīva: muskuļi atslābst, un elastīgie audi atgriežas iepriekšējā stāvoklī.

Piepūlē un slimībā pievienojas palīgmuskuļi: kakla un plecu joslas muskuļi ieelpai, vēdera prese aktīvai izelpai. Palīgmuskuļu iesaiste miera stāvoklī ir viena no pazīmēm, pēc kurām ārsts atpazīst smagu elpošanas mazspēju.

Lai alveolas neaizvērtos, tās izklāj virsmaktīvā viela jeb surfaktants, kas samazina virsmas spraigumu. Bez tās mazās alveolas sakristu, un katra ieelpa prasītu daudzkārt lielāku piepūli.

Elpošanas ritmu ģenerē neironu grupas iegarenajās smadzenēs un tiltā. Šis ritms darbojas automātiski, arī miegā un bezsamaņā, bet to var uz laiku pakļaut apzinātai kontrolei, piemēram, runājot vai aizturot elpu.

Svarīgākā atgriezeniskā saite nāk no centrālajiem ķīmijreceptoriem smadzeņu stumbrā, kas reaģē uz oglekļa dioksīda radītajām skābuma izmaiņām. Kad oglekļa dioksīda līmenis paaugstinās, elpošana kļūst dziļāka un biežāka, līdz pārpalikums tiek izelpots.

Skābekļa trūkums arī ir stimuls, bet tas iedarbojas caur perifērajiem ķīmijreceptoriem miega artērijas un aortas apvidū un kļūst par galveno dzinējspēku tikai tad, kad skābekļa līmenis ir krities ievērojami. Tas nozīmē, ka ikdienā elpot mums liek nevis skābekļa trūkums, bet oglekļa dioksīda uzkrāšanās.

Papildus darbojas receptori pašās plaušās, elpceļos un muskuļos, kā arī ietekme no smadzeņu garozas un emocionālajiem centriem. Tieši tāpēc satraukums, sāpes un drudzis maina elpošanu vēl pirms jebkādām gāzu izmaiņām.

Elpošanas sistēma ir viens no galvenajiem skābju un bāzu līdzsvara regulētājiem. Oglekļa dioksīds asinīs pārvēršas ogļskābē, tāpēc, mainot elpošanas dziļumu un biežumu, organisms dažu minūšu laikā var mainīt asiņu skābumu. Nieres to pašu dara precīzāk, bet daudz lēnāk.

Aizsardzība notiek vairākos līmeņos. Gļotas notver daļiņas, skropstiņepitēlijs tās nepārtraukti virza uz rīkles pusi, klepus un šķaudīšana izgrūž lielākus kairinātājus, bet gļotādā izvietotie imūnās sistēmas elementi un alveolārie makrofāgi tiek galā ar mikroorganismiem, kas tomēr iekļuvuši dziļāk.

Balss veidojas, gaisa plūsmai izejot cauri balss krokām, bet runas skaņas veido rīkle, mute, deguns un lūpas. Tādēļ elpošanas problēmas tieši ietekmē runas skaļumu un ilgumu.

Mazāk zināms ir tas, ka plaušas piedalās arī vielmaiņā un asinsspiediena regulācijā, jo to asinsvadu endotēlijs pārveido dažas asinīs cirkulējošas vielas. Papildus plaušas kalpo kā filtrs, kas aiztur sīkus trombus, pirms tie nonāk lielajā asinsrites lokā.

• Skābju un bāzu līdzsvara ātrā regulācija.
• Ieelpotā gaisa sasildīšana, samitrināšana un attīrīšana.
• Imūnā aizsardzība un gļotu izvadīšana.
• Balss un runas veidošana.
• Oža, kas darbojas tikai tad, ja gaiss plūst caur degunu.
• Siltuma un ūdens zudums ar izelpoto gaisu.

Dažādas elpošanas sistēmas daļas veic pilnīgi atšķirīgus uzdevumus, un tieši tāpēc slimības tajās izpaužas atšķirīgi.

Plaušas ir vienas no pēdējām orgānu sistēmām, kas kļūst gatavas darbam. Alveolas un virsmaktīvā viela veidojas grūtniecības pēdējā trešdaļā, tāpēc priekšlaicīgi dzimušiem bērniem bieži attīstās elpošanas grūtības tieši surfaktanta trūkuma dēļ.

Pēc dzimšanas alveolu skaits turpina pieaugt vēl bērnībā, un plaušu funkcionālie rādītāji sasniedz maksimumu jaunā pieaugušā vecumā. Tieši tāpēc bērnībā pārciestas smagas elpceļu infekcijas un pasīvā smēķēšana var ietekmēt plaušu funkciju uz visu mūžu.

Vēlāk krūškurvja siena pakāpeniski kļūst stīvāka, elpošanas muskuļu spēks mazinās un plaušu audu elastība samazinās. Miera stāvoklī tas parasti nav jūtams, jo rezerve ir liela, bet slodzē vai slimības laikā starpība kļūst manāma.

Vecākiem cilvēkiem mainās arī aizsardzības mehānismi: vājāks klepus reflekss un lēnāka gļotu izvadīšana padara elpceļu infekcijas biežākas un smagākas.

Traucējumus mēdz iedalīt divās lielās grupās. Obstruktīvos traucējumos, kā astmā un hroniskā obstruktīvā plaušu slimībā, apgrūtināta ir gaisa izplūde pa sašaurinātiem elpceļiem. Restriktīvajos traucējumos, piemēram, plaušu fibrozē vai krūškurvja deformācijā, plaušas nevar pietiekami izplesties.

Atsevišķi stāv asinsvadu un apmaiņas problēmas: plaušu artērijas trombembolija, plaušu tūska, pneimonija, kā arī elpošanas sūkņa vājums neiroloģiskās slimībās. Miega apnoja ir īpašs gadījums, kur elpceļš aizveras miegā.

Pamatizmeklējumi ir spirometrija, kas mēra izelpoto tilpumu un plūsmu, pulsa oksimetrija, kas novērtē skābekļa piesātinājumu asinīs, un arteriālo asins gāzu analīze, kas vienīgā parāda arī oglekļa dioksīda līmeni un skābuma stāvokli. Papildus izmanto rentgenogrammu, datortomogrāfiju, difūzijas kapacitātes mērījumu un bronhoskopiju.

Ar plaušu slimībām nodarbojas pulmonologs, ar augšējiem elpceļiem otorinolaringologs, ar alerģisko astmu arī alergologs. Pēkšņs elpas trūkums, sāpes krūtīs, atklepošana ar asinīm, zilgana lūpu krāsa vai apjukums ir stāvokļi, kuros jāizsauc neatliekamā medicīniskā palīdzība, nevis jāgaida vizīte.

• Obstruktīvi traucējumi: astma, hroniska obstruktīva plaušu slimība.
• Restriktīvi traucējumi: plaušu fibroze, krūškurvja un muskuļu slimības.
• Infekcijas: pneimonija, bronhīts, tuberkuloze.
• Asinsvadu problēmas: plaušu artērijas trombembolija.
• Miega elpošanas traucējumi, tostarp obstruktīva miega apnoja.

Vissvarīgākā neintuitīvā lieta ir tā, ka elpas trūkuma sajūta lielākoties nav skābekļa trūkuma sajūta. To rada gan oglekļa dioksīda uzkrāšanās, gan neatbilstība starp elpošanas centra komandu un to, ko krūškurvis spēj izpildīt. Tāpēc cilvēks var izjust smagu elpas trūkumu pie gandrīz normāla skābekļa piesātinājuma, un pretēji, pakāpeniski attīstoties hroniskai slimībai, zems skābekļa līmenis var nebūt izteikti nepatīkams.

No tā izriet vairākas praktiskas lietas. Aizturot elpu, cilvēku piespiež ieelpot tieši oglekļa dioksīds, nevis skābekļa izsīkums, un tieši tāpēc iepriekšēja pārelpošana pirms niršanas ir bīstama: tā atliek šo signālu, bet nepalielina skābekļa krājumu. Tas pats mehānisms izskaidro, kāpēc pārelpošana satraukuma laikā rada reiboni, tirpšanu un krampjveida sajūtas pirkstos, lai gan skābekļa organismā ir vairāk nekā parasti.

Otra bieži izlaistā lieta ir tā, ka plaušas ir vienīgais orgāns, kas saņem praktiski visu sirds izsviesto asiņu apjomu. Tāpēc visas asinis katrā apgrozījumā iziet cauri plaušu kapilāru tīklam, un tas padara plaušas gan par ideālu apmaiņas vietu, gan par vietu, kur nonāk viss, kas ar asinīm ceļo, tostarp trombi un audzēju šūnas.