Lunga

Hryggdýr sem anda að sér lofti nota lungu til loftskipta en hlutverk þeirra er að sjá til þess að súrefni (O2) komist inn í blóðrás og koldíoxíð (CO2) úr blóðrás.  Lungu hryggdýra eru allt frá því að vera stakur poki (lungnafiskar og froskdýr) yfir í kerfi af flóknum margskiptum líffærum (fuglar og spendýr). Í spendýrum eru tvö lungu staðsett í brjóstholinu sitt hvoru megin miðmætis (mediastinum). Að neðan hvíla lungun við þindina en að ofan ná þau aðeins upp fyrir efsta rifbeinið. Í fullorðnum manni vega lungun til samans um 1. kg og er hægra lungað stærra en það vinstra sem helgast af staðsetningu hjartans sem deilir rýminu vinstra megin með vinstra lunganu.

Lungu eru, svampkennd líffæri, umlukin brjósthimnu (pleura visceralis) en önnur sambærileg himna þekur brjóstholið innanvert (pleura parietalis). Á milli himnanna er vökvafyllt rými, er kallast fleiðruhol . Samloðun er milli himnanna sem gerir það að verkum að lungun haldast útþanin, líka við útöndun. Raskist jafnvægið milli himnanna til dæmis ef loft kemst á milli þeirra getur lungað eða lungun fallið saman. Brjósthimna lungnanna tengist öndunarvöðvum í þind, brjóstholi og rifjum. Við innöndun dragast þessir vöðvar saman og lungun þenjast út þegar loft leitar inn í þau en við útöndun slaknar á þeim og loft flæðir út úr lungunum.

Þróunarfræði.

Þróunarfræðilega eru lungu einn af hornsteinum þess að hryggdýr náðu fótfestu á þurru landi. Enn finnast nokkrar tegundir lungnafiska sem líkjast steingerðum fiskum með frumstæð lungu frá lokum Devon tímabilsins. Froskdýr eru talin hafa þróast frá slíkum forfeðrum úr hópi fiska af ætt holdugga ("Sarcopterigii") fyrir um 395 milljónum ára. Salamöndrur og froskar anda fullvaxin með lungum en lirfustig þeirra með tálknum og nokkrar tegundir hafa raunar bæði lungu og tálkn þegar þau eru fullvaxin.

Bygging.

Í manni skiptist hægra lungað í þrjú svokölluð lungnablöð en hið vinstra í tvö og eru blöðin aðskilin með fleiðruhimnum. Blöðin skiptast síðan í smærri blöðunga sem eru að mestu aðskildir með þunnum bandvef sem er ríkur af blá- og sogæðum. Blöðungarnir gera það að verkum að mögulegt er með skurðaðgerð að fjarlægja úr lungum minni skemmdir án þess að það þurfi að taka allt lungablaðið.

Frá munn- og nefholi, þar sem öndunarvegur byrjar, liggur barki (trachea) sem skiptist í tvær berkjur (bronchus) sem tengjast sitthvoru lunganu. Bæði lungun tengjast miðmæti á svæði sem kallað er hlið (hilum) þar sem berkjur, æðar og taugar koma inn í lungun og brjósthimnur mætast.

Í lungunum greinast berkjur í sífellt smærri pípur sem nefnast berklur (bronchi). Minnstu berklurnar enda síðan í klösum af smáum blöðrum sem eru um 200-300 µm í þvermál og nefnast lungnablöðrur (alveole). Í lungnablöðrunum fara loftskipti fram og er yfirborð þeirra mjög mikið eða um 75 m2 til að tryggja nægileg afköst. Það eru lungnablöðrurnar sem ljá lungunum sína svampkenndu eiginleika en í fullorðnum manni eru að meðaltali 480 milljónir lungnablaðra.

Öndun.

Öndunarhreyfingar lungna eru ósjálfráðar og er stjórnað af öndunarstöð sem staðsett er í mænukylfu (medulla oblongata). Til hennar berast boð um magn koldíoxíðs og súrefnis í blóði frá nemum sem meðal annars eru staðsettir í ósæð og hálsslagæðum. Öndunarstöðin fær einnig boð frá þannemum í lungnaveggjum um þenslu lungnanna sem tryggir að þan lungnanna sé ekki meira en vefur þeirra þolir. Við lok útöndunar eru um 2,5 lítrar af lofti í lungunum en við djúpa innöndun geta þau rúmað allt að 6 lítra af lofti.

Fullorðinn maður andar 15 til 25 sinnum á mínútu og er rúmmál lofts í hverjum andardrætti um 500 ml. Við áreynslu eykst öndunartíðni og loftmagnið í hverjum andardrætti. Mikilvægur eiginleiki öndunarkerfisins er getan til að bregðast við breytingum bæði innan sem og utan líkamans. Það hraðar og hægir á öndun í hlutfalli við breytingu á bæði koldíoxíði og súrefni í líkamanum. Þannig getur öndunarkerfið brugðist við aðstæðum til dæmis vegna þrenginga í öndunarvegi, lágrar súrefnismettunar í umhverfinu, breytilegri líkamsstöðu og hreyfingu.

Loftskipti.

Í lungnablöðrunum fara hin eiginlegu loftskipti fram með flæði á lofttegundum milli blóðs í háræðum umhverfis lungnablöðrunar og lofts í lungnablöðrunum. Súrefni (O2) og koldíoxíð (CO2) flæða þá úr meiri styrk í minni, það er súrefni frá lungnablöðrum í blóðið og koldíoxíð frá blóði í loft í lungnablöðrum.  Einungis eru tvö frumulög sem skilja þarna á milli en veggur háræðanna er aðeins eitt frumulag á þykkt og veggur lungnablaðranna sömuleiðis.

Blóðrás.

Með hliðsjón af blóðflæði eru lungun flókin líffæri. Í þeim er að finna tvöfalt æðakerfi, svokallaða lungnablóðrás sem skiptist í slagæðar og bláæðar sem eru með misháum blóðþrýstingi og að mestu leyti aðskildar. Í lunganabóðrás fara loftskipti fram í lungnablöðrum. Lungnablóðrásin liggur frá hægri slegli (ventricule) hjartans til lungna og frá lungum til hjartans um vinstri gátt (atrium).

Súrefnissnautt blóð hlaðið koldíoxíði berst frá hægri slegli hjartans um lungnaslagæðar til lungnanna. Lungnaslagæðarnar fara inn í lungum um hlið (hilum) ásamt meginberkjunum og greinast með svipuðum hætti og berkjur og berklur um lungnavefinn. Eftir margar greiningar fylgja smæstu slagæðarnar bláæðum í háræðanet lungnablaðranna þar sem loftskiptin eiga sér stað. Þrýstingur í lungnaslagæðunum er einungis 1/5 þess sem gerist í slagæðum annars staðar í líkamanum og af þeim sökum eru veggir þeirra þynnri. Súrefnisríkt blóð safnast í bláæðlinga og síðan í bláæðar í lungunum og liggja þær ólíkt slagæðunum ekki með berkjum og berklum, um lungun, heldur aðrar leiðir í þunnum bandvefsræmum á milli lungnablaðanna. Nálægt hlið sameinast bláæðarnar stórar bláæðar sem flytja súrefnisríkt blóðið að vinstri gátt (atrium) hjartans sem dælir því áfram til líkamans.