Akciğer

Akciğerler insanlar ve bazı salyangozlar ile az sayıda balık da dahil olmak üzere diğer hayvanların çoğunda solunum sisteminin birincil organlarıdır. Memelilerde ve diğer omurgalıların çoğunda, kalbin her iki yanında omurgaya yakın bir yerde bulunan iki akciğer bulunur. Bu organlar, havadan oksijen alarak kan dolaşımına aktarırken aynı zamanda bir gaz değişimi süreci sırasında karbondioksiti kan dolaşımından atmosfere salarlar. Akciğerler, ince, pürüzsüz ve nemli bir zar içinde bulunur ve bu zar, akciğerlerin kolay ve zahmetsizce hareket etmesini sağlayarak akciğerler ve göğüs duvarı arasındaki sürtünmeyi azaltır.
Solunum, farklı türlerde farklı kas sistemleri tarafından yönlendirilir. Memeliler, sürüngenler ve kuşlar solunumu desteklemek ve geliştirmek için farklı kas gruplarını kullanırlar. Daha önceki tetrapodlarda hava, amfibilerde hala görülen bir mekanizma olan bukkal pompalama yoluyla faringeal kaslar tarafından akciğerlere yönlendirilirdi. İnsanlarda, solunumu yönlendiren ana solunum kası diyaframdır. Akciğerler ayrıca insan konuşması gibi vokal sesleri mümkün kılan hava akışını sağlar.
İnsanların iki akciğeri vardır; biri sağda, diğeri solda olmak üzere. Akciğerler, göğüs boşluğu içinde yer alır ve sağ akciğer, sol akciğerden daha büyük ve ağırdır. Toplamda, bu iki akciğer yaklaşık olarak 1,3 kilogram (2,9 pound) ağırlığındadır. Akciğerler, soluk borusundan başlayarak bronşlara ve bronşiyollere dallanan ve solunan havayı alan alt solunum yolunun bir parçasıdır. Bu yollar, gaz alışverişinin gerçekleştiği alveolleri içeren alveol keselerine yol açar. Alveoller ayrıca solunum bronşiyollerinin ve alveolar kanalların duvarlarında da bulunabilir. Akciğerler, toplamda yaklaşık 2.400 kilometre (1.500 mil) hava yolu ve 300 ila 500 milyon alveol içerir. Her bir akciğer, plevra adı verilen iki zar tabakasından oluşan bir plevra kesesi içindedir; bu zarlar, iç ve dış zarlar arasında sürtünmeyi azaltarak nefes alma sırasında akciğerlerin kolayca hareket etmesini sağlayan bir plevra sıvısı tabakası ile ayrılır. İç plevra ayrıca her bir akciğeri loblara böler; sağ akciğerde üç lob, sol akciğerde ise iki lob bulunur. Loblar ayrıca bronkopulmoner segmentlere ve pulmoner lobüllere bölünür. Akciğerler, oksijen almak ve karbondioksit salmak için pulmoner dolaşımdan oksijenlenmiş kan alır ve bronşiyal dolaşımdan akciğer dokusuna ayrı bir oksijenli kan sağlayan benzersiz bir kan kaynağına sahiptir.
Akciğer dokusu, solunum yolu hastalıkları da dahil olmak üzere bir dizi solunum yolu rahatsızlığından etkilenebilir. Bu hastalıklar arasında zatürre ve akciğer kanseri bulunmaktadır. Kronik obstrüktif akciğer hastalığı ise kronik bronşit ve amfizemi içerir ve genellikle sigara içmek veya zararlı maddelere maruz kalmakla ilişkilidir. Bir dizi mesleki akciğer hastalığı, kömür tozu, asbest lifleri ve kristal silika tozu gibi maddeler tarafından tetiklenebilir. Bronşit gibi hastalıklar da solunum yollarını etkileyebilir. Akciğerle ilgili tıbbi terimler genellikle pulmonoloji gibi alanlarda kullanılır ve Latince "pulmonarius" (akciğerlere ait) kelimesinden türetilmiş terimler içerir.
Akciğerlerin embriyonik gelişimi, ön bağırsak olarak adlandırılan bir tüpün çıkıntısı olarak başlar ve bu tüp, sindirim sisteminin üst kısmını oluşturmaya devam eder. Akciğerler ilk oluştuklarında, fetüs sıvı dolu amniyotik kese içinde bulunur ve bu nedenle nefes alma işlevi görmezler. Kan, duktus arteriosus yoluyla akciğerlere yönlendirilir. Ancak doğumla birlikte hava, akciğerlere girmeye başlar ve saptırıcı kanal kapanır, böylece akciğerler solunum yapmaya başlar. Akciğerler tam olarak gelişmeleri ancak erken çocukluk döneminde tamamlar.
Yapı
Anatomi
Akciğerler, göğüs boşluğunda, kalbin her iki yanında ve kaburga kafesinin içerisinde yer alır. Konik şekillidirler ve üstte dar, yuvarlak bir tepeye sahipken altta diaframanın konveks yüzeyine oturan geniş konkav bir tabana sahiptirler. Akciğerin tepe kısmı boyun köküne kadar uzanır ve ilk kaburganın sternum sonuna hemen hemen ulaşır. Akciğerler, kaburga kafesindeki omurga yakınından başlayarak göğsün önüne ve trakeanın alt kısmından diafragmaya kadar uzanır.
Sol akciğer kalple aynı alanda bulunur ve bu nedenle kalbin bu alana sığabilmesi için sınırında sol akciğerin kardiyak çentiği adında bir çentik bulunur. Akciğerlerin ön ve dış tarafları kaburgalara dönüktür, bu da yüzeylerinde hafif çentikler oluşmasına neden olur. Akciğerlerin medial yüzeyleri, göğsün merkezine doğru yer alır ve kalbe, büyük damarlara ve trakeanın ikiye ayrıldığı carina'ya dayanır. Kardiyak izlenim, akciğerlerin kalbe dayandığı yüzeylerde oluşan bir çentiktir.
Her iki akciğerde de hilum adında merkezi bir çöküntü bulunmaktadır. Bu alanda kan damarları ve hava yolları akciğerlere giriş yapar. Hilumda ayrıca bronkopulmoner lenf düğümleri bulunmaktadır.
Akciğerler, pulmoner plevra ile çevrilidir. Plevra iki seröz membrandan oluşur; dış pariyetal plevra kaburga kafesinin iç duvarını kaplar ve iç viseral plevra doğrudan akciğer yüzeyini kaplar. Plevralar arasında, kaygan plevral sıvı içeren bir potansiyel alan olan plevral boşluk bulunur.
Loblar
Her akciğer, viseral plevranın içbükümleri tarafından lob adı verilen bölümlere ayrılır. Loblar segmentlere ayrılır ve segmentler daha ileri bölümler olarak lobüllere ayrılır. Sağ akciğerde üç, sol akciğerde ise iki lob bulunmaktadır.
Fissürler
Fissürler, viseral plevranın içeri doğru bükülmesiyle erken prenatal gelişim sırasında oluşur. Bu bükülme, lobar bronşları böler ve akciğerleri lob
lara ayırır. Sağ akciğerde iki fissür vardır: ana fissür (horizonal fissür) ve lateral fissür (oblik fissür). Sol akciğerde ise sadece oblik fissür bulunur.
Bölümler
Ana ya da birincil bronşlar, akciğerlere hilumdan girer ve başlangıçta, akciğerin her lobuna hava sağlayan lobar bronşlar olarak da bilinen ikincil bronşlara dallanır. Lobar bronşlar, lobların daha ileri bölümlerine hava sağlayan segmental bronşlar olarak da bilinen üçüncül bronşlara dallanır. Her bronkopulmoner segmentin kendi segmental bronşu ve arteryal beslenmesi vardır. Sol ve sağ akciğer için bölümler tabloda gösterilmektedir. Segmental anatomi, akciğerlerdeki hastalık süreçlerini yerelleştirmede klinik olarak faydalıdır. Bir bölüm, çevresindeki dokuyu ciddi olarak etkilemeden cerrahi olarak çıkarılabilecek ayrı bir birimdir.
Sağ Akciğer
Sağ akciğer, solundan daha fazla loba ve bölüme sahiptir. İki fissür, biri eğik ve diğeri yatay olmak üzere üç loba, üst, orta ve alt loba olarak bölünmüştür. Üst yatay fissür, üst lobu orta lobdan ayırır. Akciğerin arka sınırındaki alt eğik fissürde başlar ve yatay olarak ileri doğru seyrederek, sternalın dördüncü costal kartilaj ucunda ön sınıra keser; mediastinal yüzeyde hiluma geri izlenebilir. Alt eğik fissür, alt lobu orta ve üst loblardan ayırır ve sol akciğerdeki eğik fissürle yakından hizalanır.
Sağ akciğerin mediastinal yüzeyi, yakındaki birkaç yapı tarafından içeri doğru çukurlaştırılmıştır. Kalp, kardiyak izlenim olarak adlandırılan bir çukurlukta oturur. Akciğerin hilumu üzerinde azygos ven için kavisli bir oluk ve bunun üzerinde superior vena cava ve sağ brachiocephalic ven için geniş bir oluk bulunmaktadır; bunun arkasında ve akciğerin tepesine yakın bir brachiocephalic arter için bir oluk bulunmaktadır. Hilumun arkasında ve özofagus oluğunun alt kısmında kalbe girmeden önce inferior vena cava için daha derin bir oluk vardır.
Sağ akciğerin ağırlığı bireyden bireye değişiklik gösterir; erkeklerde standart referans aralığı ve kadınlarda 'dır.
Sol Akciğer
Sol akciğer, eğik fissür ile üst ve alt olmak üzere iki loba ayrılır. Bu fissür, kostaldan akciğerin mediastinal yüzeyine kadar, sternalın dördüncü costal kartilaj ucundan vertebral kolona kadar uzanır. Üst lob, bir lingula olarak adlandırılan bir dil şeklindeki parçasını içerir, bu da alt lobun kardiyak izlenimi üzerine uzanır. Hilumun hemen üzerinde aortik bir oluk, hilumun altında perikard yüzeyinde kalbin sol atriyumu için kardiyak bir izlenim ve özofagus oluğunun alt kısmında kalbe girmeden önce sol pulmoner ven için bir oluk bulunmaktadır. Sol akciğerde aortik ark ve torasik aorta için izlenimler ve bir sol subklavyan arter izlenimi de bulunmaktadır.
Gelişim
İnsan akciğerlerinin gelişimi, laringotraşeal oluktan kaynaklanır ve fetüste birkaç hafta boyunca ve doğumdan sonraki birkaç yıl boyunca olgunluğa erişir. Solunum yolu olan larenks, trakea, bronşlar ve akciğerler, insan embriyo gelişiminin dördüncü haftasında oluşmaya başlarlar ve akciğer tomurcuğu olarak adlandırılan oluşumla başlarlar, bu oluşum foregut'un kaudal bölümünün ventralinde görünür.
Solunum yolu dallanmış bir yapıya sahiptir ve aynı zamanda solunum ağacı olarak da bilinir. Embriyoda bu yapı, dallanma morfogenezi sürecinde gelişir, ve dalın ucunun tekrarlayan şekilde bölünmesiyle oluşturulur. Akciğer gelişiminde (bazı diğer organlar gibi), epitelyum dallanan tüpler oluşturur. Akciğer, sol sağ simetriye sahiptir ve her tomurcuk bronşiyal tomurcuk olarak bilinen bir tübüler epitel olarak büyür. Her bronş, bronşiollerin dallanmasına neden olur. Dallanma, her tüpün ucunun bifurke olduğu sonucudur. Dallanma süreci bronşları, bronşiolleri ve nihayetinde alveolleri oluşturur. Akciğer gelişiminde dallanma morfogenezi ile en çok ilişkilendirilen dört gen, hücresel sinyal proteinleri - sonic hedgehog (SHH), fibroblast büyüme faktörleri FGF10 ve FGFR2b ve kemik morfogenetik protein BMP4 ile ilişkilendirilir. FGF10'un en belirgin rolü olduğu görülmüştür. FGF10, epitelyal dallanma için gereken bir parakrin sinyal molekülüdür ve SHH FGF10'u inhibe eder. Alveollerin gelişimi, sürekli bifurkasyonun durdurulduğu ve distal uçların alveollerin oluşturulması için genişlediği farklı bir mekanizma tarafından etkilenir.
Dördüncü haftanın sonunda, akciğer tomurcuğu ikiye bölünür, her biri trakeanın her iki yanındaki sağ ve sol primer bronşiyal tomurcuklar olur. Beşinci haftada, sağ tomurcuk üç sekonder bronşiyal tomurcuk oluşturur ve sol tomurcuk iki sekonder bronşiyal tomurcuk oluşturur. Bunlar akciğer loblarını oluştururlar, sağda üç, solda iki. Ardından bir sonraki hafta boyunca sekonder tomurcuklar on sekizer tane olmak üzere dallanır. Altıncı haftadan onaltıncı haftaya kadar, akciğerlerin ana yapıları, alveoller hariç, görünür hale gelir. 16. haftadan 26. haftaya kadar bronşlar büyür ve akciğer dokusu yüksek oranda damarlaşır. Bronşioller ve alveolar kanallar da gelişir. 26. haftada terminal bronşioller oluşmuştur ve bunlar iki solunum bronşioline dallanır. 26. haftadan doğuma kadar olan dönemde, önemli kan-hava bariyeri oluşur. Tip I alveoler hücreleri gaz değişiminin gerçekleşeceği yerdir ve Tip II alveoler hücreleri de pulmoner surfaktan salgılar. Surfaktan, hava-alveoler yüzeyindeki yüzey gerilimini azaltır, bu da alveoler keseciklerin genişlemesine olanak tanır. Alveoler kesecikler, alveoler kanalların sonunda oluşur ve bu görünüm, sınırlı solunumun mümkün olabileceği ve prematüre bebeklerin hayatta kalabileceği noktayı işaret eder.
A vitamini eksikliği
Gelişmekte olan akciğer, A vitamini seviyelerindeki değişikliklere karşı özellikle savunmasızdır. A Vitamini eksikliği, akciğerin epitel astarında ve akciğer parankiminde meydana gelen değişikliklerle bağlantılıdır. Bu durum akciğerin normal fizyolojisini bozabilir ve solunum yolu hastalıklarına zemin hazırlayabilir. A vitaminindeki ciddi beslenme eksikliği, alveolar duvarların (septa) oluşumunda azalmaya ve solunum epitelinde kayda değer değişikliklere neden olur; hücre dışı matrikste ve bazal membranın protein içeriğinde değişiklikler görülür. Ekstraselüler matriks akciğer elastikiyetini korur; bazal membran alveolar epitel ile ilişkilidir ve kan-hava bariyerinde önemlidir. Eksikliği fonksiyonel kusurlar ve hastalık durumları ile ilişkilidir. A vitamini, doğumdan sonra birkaç yıl boyunca devam eden alveol gelişiminde çok önemlidir.
Doğumdan sonra
Doğum sırasında bebeğin akciğerleri akciğerler tarafından salgılanan sıvı ile doludur ve şişmez. Doğumdan sonra bebeğin merkezi sinir sistemi sıcaklık ve ortamdaki ani değişikliğe tepki verir. Bu, doğumdan sonra yaklaşık 10 saniye içinde ilk nefesi tetikler. Doğumdan önce akciğerler fetal akciğer sıvısı ile doludur. İlk nefesten sonra sıvı hızla vücuda emilir veya dışarı verilir. Akciğerin kan damarlarındaki direnç azalır, gaz değişimi için artan bir yüzey alanı sağlar ve akciğerler kendiliğinden nefes almaya başlar. Bu, akciğer dokularına giren kan miktarının artmasına neden olan diğer değişiklikler ile birlikte gerçekleşir.
Doğumda akciğerler çok gelişmemiştir ve yetişkin akciğerindeki alveollerin yalnızca altıda biri mevcuttur. Alveoller erken yetişkinlik döneminde oluşmaya devam eder ve gerektiğinde oluşma yetenekleri akciğerin yenilenmesinde görülür. Alveolar septa, gelişmiş akciğerdeki tek ağ yerine çift kapiller ağa sahiptir. Ancak kılcal damar ağının olgunlaşmasından sonra akciğer normal bir büyüme evresine girebilir. Alveol sayısındaki erken büyümenin ardından, alveollerin genişlediği bir başka aşama daha vardır.
Fonksiyon
Gaz Değişimi
Akciğerlerin temel işlevi, akciğerler ile kan arasında gaz değişimi yapmaktır. Alveoler ve pulmoner kapiller arasındaki ince kanhava bariyeri üzerinde gazlar denge sağlar. Bu ince zar (yaklaşık olarak 0.5 - 2 μm kalınlığında) yaklaşık 300 milyon alveol içerir ve gaz değişimi için son derece büyük bir yüzey alanı sunar (70 ila 145 m2 arasında değişen tahminlere göre).
Akciğerler, kendi başlarına nefes almaya yetenekli değildir ve bunu sadece göğüs boşluğunun hacminin arttığı durumlarda yaparlar. Bu işlem, diyafram'ın kasılması ile gerçekleşir ve solunum kasları ve şemada gösterildiği gibi Göğüs kafesini yukarı çeken interkostal kaslar tarafından desteklenir. Nefes verme sırasında kaslar gevşer ve akciğerleri dinlenme pozisyonlarına geri döndürür. Bu aşamada, yetişkin bir insanda akciğerler yaklaşık 2.5-3.0 litre hacme sahip olan Fonksiyonel artık kapasite (FRC) olarak adlandırılan hava içerir.
Ağır solunum sırasında veya Efor sırasında, boyun ve karın bölgesindeki bir dizi yardımcı kas devreye girer ve nefes verirken göğüs boşluğunun hacmini azaltarak göğüs kafesini aşağı çeker. FRC azalmış olabilir, ancak akciğerler tamamen boşaltılamadığı için hala yaklaşık bir litre artık hava bulunmaktadır. Akciğer fonksiyon testleri, akciğer hacimleri ve kapasitelerini değerlendirmek için kullanılır.
Koruma
Akciğerler, enfeksiyona karşı koruma sağlayan çeşitli özelliklere sahiptir. Solunum yolu, solunum epiteli veya solunum mukozası ile kaplıdır ve silia adı verilen kıl benzeri çıkıntılar ritmik olarak atar ve mukus taşır. Bu, mukosiliyer klirens adı verilen hava yoluyla bulaşan enfeksiyonlara karşı önemli bir savunma sistemidir. Solunan havadaki toz partikülleri ve bakteriler, solunum yollarının mukozal yüzeyinde yakalanır ve kirpiklerin ritmik olarak yukarı doğru vurma hareketiyle yutağa doğru hareket ettirilir. Akciğer astarı ayrıca solunum yolu enfeksiyonlarına karşı koruma sağlayan immünoglobulin A salgılar; goblet hücreleri mukus salgılar bu da defensinler, antiproteazlar ve antioksidanlar gibi çeşitli antimikrobiyal bileşikler içerir. Mukus viskozitesini düzenleyebileceği öne sürülen pulmoner iyonosit adı verilen nadir bir özelleşmiş hücre türü tanımlanmıştır. Buna ek olarak, akciğer astarı fagositoz olarak bilinen bir süreçte akciğere giren kalıntıları ve mikropları yutan ve yok eden bağışıklık hücreleri olan makrofajları da içerir; ve T hücresi ve B hücresi gibi adaptif bağışıklık sistemi bileşenlerini aktive etmek için antijenler sunan dendritik hücreler.
Solunum yolunun boyutu ve hava akışı da akciğerleri daha büyük partiküllerden korur. Daha küçük partiküller ağız ve ağzın arkasında orofarinks içinde birikir ve daha büyük partiküller solunduktan sonra burun kılı içinde hapsolur.
Diğer
Solunum işlevlerinin yanı sıra, akciğerlerin çeşitli diğer görevleri bulunmaktadır. Akciğerler, renin-anjiyotensin sistemi'nin bir parçası olarak kan basıncının düzenlenmesine yardımcı olarak homeostaz'ı sürdürmeye katkıda bulunurlar. Kan damarlarının iç astarı, anjiyotensin I'in anjiyotensin II'ye dönüşümünü katalize eden bir enzim olan anjiyotensin dönüştürücü enzim (ACE) salgılar. Akciğerler, nefes alırken kanın asit-baz homeostazisi ile ilgili olarak karbondioksit atılmasına yardımcı olur.
Akciğerler ayrıca koruyucu bir rol oynarlar. Bazı maddeler, örneğin birkaç prostaglandin türü, lökotrienler, serotonin ve bradikinin, kan yoluyla taşınırken akciğerlerden atılırlar. İlaçlar ve diğer maddeler, akciğerlerde emilebilir, değiştirilebilir veya atılabilir. Akciğerler, venlerdeki küçük kan pıhtılarını filtreleyerek arterlere girmelerini ve inmelere yol açmalarını önler.
Ayrıca, akciğerler hava ve hava akımı sağlayarak vokal seslerin oluşturulmasında önemli bir rol oynarlar. Ayrıca, iç çekme ve nefes kesme gibi diğer paralanguage iletişim biçimlerinde de kullanılırlar.
Araştırmalar, akciğerlerin kan pulcuklarının üretimine katkıda bulunduğunu göstermektedir.
Hastalıklar
Akciğerler, birçok farklı hastalığa maruz kalabilir. KOAH, astım, pnömoni, tüberküloz, akciğer kanseri ve kistik fibroz gibi hastalıklar akciğer fonksiyonlarını ciddi anlamda etkileyebilir.
Pulmoner emboli, kanın akciğerlere ulaşmasını engelleyen ve yaşamı tehdit eden bir durumdur. Bu, kanın pıhtılaşmasına neden olan koşullardan kaynaklanabilir.
Pnömotoraks, akciğerin çökmesine neden olan ve plevral boşluğa hava girişiyle karakterize bir durumdur.
Akciğer ödemi, akciğerlerde aşırı sıvı birikmesiyle ortaya çıkan ve solunum zorluğuna neden olan bir durumdur.
Tedavi
Akciğer hastalıklarının tedavisi, hastalığın türüne, şiddetine ve hastanın genel sağlık durumuna bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Tedavide kullanılan yöntemler arasında ilaç tedavisi, oksijen tedavisi, fizyoterapi, solunum egzersizleri ve bazen cerrahi müdahale bulunmaktadır.
Akciğer transplantasyonu, ağır akciğer hastalığı olan hastalar için son çare tedavi seçeneği olabilir. Bu, hastanın hasar görmüş akciğerinin sağlam bir donör akciğeriyle değiştirilmesi işlemidir.