Informacija

15.13A: Prehlade - Biologija

15.13A: Prehlade - Biologija



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Prehladu uzrokuje nekoliko različitih virusa i najčešća je ljudska virusna infekcija.

ciljevi učenja

  • Prepoznati glavne viruse za koje se zna da uzrokuju prehladu: rinovirus, virus ljudske parainfluence i ljudski respiratorni sincicijski virus (RSV)

Ključne točke

  • Pronađeno je preko 200 tipova virusa koji uzrokuju prehladu, a najčešći su rinovirusi.
  • Rinovirusi su podvrsta picornavirusa, RNA virusa bez ovojnice, koji je vrlo male veličine.
  • Simptomi prehlade nisu izravno uzrokovani virusnom infekcijom, već odgovorom tijela na virus.
  • Ne postoji lijek za prehladu, a antibiotici koji se često propisuju štetni su za pacijente.

Ključni uvjeti

  • serotipovi: Skupina mikroorganizama karakteriziranih specifičnim skupom antigena; serovar.
  • kapsid: Vanjska proteinska ljuska virusa.

Prehlada (također poznata kao nazofaringitis, rinofaringitis, akutna koriza ili prehlada) je virusna zarazna bolest gornjih dišnih puteva koja zahvaća prvenstveno nos. Simptomi uključuju kašalj, grlobolju, curenje iz nosa i groznicu koji se obično povlače za sedam do deset dana, a neki simptomi traju i do tri tjedna. Više od 200 virusa uključeno je u uzrok prehlade. Najčešći virus je rinovirus (30-80%), vrsta pikornavirusa s 99 poznatih serotipova. Picornavirus je virus koji pripada obitelji Picornaviridae. Picornavirusi su RNA virusi bez ovojnice s ikosaedralnim kapsidom. Ime je izvedeno od pico, što znači mali, i RNA, što se odnosi na genom ribonukleinske kiseline, tako da "picornavirus" doslovno znači mali RNA virus. Ostali uključuju: koronavirus (10-15%), humane viruse parainfluence, humani respiratorni sincicijski virus, adenoviruse, enteroviruse i metapneumovirus. Često je prisutno više od jednog virusa.

Vjeruje se da su simptomi prehlade prvenstveno povezani s imunološkim odgovorom na virus. Mehanizam ovog imunološkog odgovora je specifičan za virus. Na primjer, rinovirus se obično dobiva izravnim kontaktom; veže se na ljudske ICAM-1 receptore kroz nepoznate mehanizme kako bi potaknuo oslobađanje upalnih medijatora. Ti upalni posrednici tada proizvode simptome. Općenito ne uzrokuje oštećenje epitela nosa. S druge strane, respiratorni sincicijski virus (RSV) se zarazi izravnim kontaktom i kapljicama iz zraka. Zatim se replicira u nosu i grlu prije nego što se često proširi na donje dišne ​​puteve. RSV uzrokuje oštećenje epitela. Humani virus parainfluence obično rezultira upalom nosa, grla i bronha. U male djece, kada zahvaća dušnik, može izazvati simptome sapi zbog male veličine njihovih dišnih putova.

Ne postoji lijek za prehladu, ali se simptomi mogu liječiti. Antibiotici nemaju učinka protiv virusnih infekcija, a time i protiv virusa koji uzrokuju prehladu. Zbog svojih nuspojava uzrokuju ukupnu štetu; međutim, još uvijek se često propisuju. To je najčešća zarazna bolest u ljudi s prosječnom odraslom osobom koja oboli od dvije do tri prehlade godišnje, a prosječno dijete oboli između šest i dvanaest godina. Ove infekcije prisutne su u čovječanstvu od antike.


Cirkadijske značajke biologije neutrofila

Ritmovi u imunitetu manifestiraju se na više načina, ali možda najizraženije ponavljajućim pojavom upale u određeno doba dana. Ovi su obrasci važni za razumijevanje ljudskih bolesti i uzrokovani su, u mnogim slučajevima, djelovanjem neutrofila, mijeloidnog leukocita s upečatljivim cirkadijalnim značajkama. Kratak život neutrofila, izražene dnevne varijacije u broju i promjene u fenotipu dok su u cirkulaciji pomažu objasniti vremenske značajke upalne bolesti, ali također otkrivaju temeljne značajke fiziologije neutrofila. Ovdje sažimamo dobro uhodane koncepte i predstavljamo nedavna otkrića u biologiji ovih stanica jer se odnose na cirkadijalne ritmove. Ističemo da iako su cirkadijalne značajke neutrofila bolje poznate i relevantne za razumijevanje bolesti, one također mogu utjecati na važne aspekte funkcije organa čak i u stabilnom stanju. Konačno, raspravljamo o mogućnosti ciljanja ovih vremenskih značajki neutrofila radi terapijske koristi.

Ključne riječi: kronoterapija cirkadijalna inflamacija molekularni sat neutrofilni oscilatorni signali.

Copyright © 2020 Aroca-Crevillén, Adrover i Hidalgo.

Figure

Cirkadijalna regulacija neutrofila u…

Cirkadijalna regulacija neutrofila u koštanoj srži i krvi. Zreli neutrofili se proizvode…

Cirkadijalne funkcije neutrofila u…

Cirkadijalne funkcije neutrofila u tkivima. U homeostazi, infiltracija neutrofila u većinu tkiva…


15.13A: Prehlade - Biologija

14. Dišni sustav

U prethodnim poglavljima učili smo o krvožilnom sustavu i kardiovaskularnim bolestima. Saznali smo da krvožilni sustav prenosi kisik do stanica i ugljični dioksid u pluća. U ovom poglavlju učimo o ulozi dišnog sustava u dobivanju kisika i oslobađanju tijela od ugljičnog dioksida. Pratimo tijek udahnutog zraka do pluća i opisujemo mehaniku disanja. Zatim razmatramo transport kisika i ugljičnog dioksida između pluća i stanica i ispitujemo kontrolu disanja. Na kraju, raspravljamo o nekoliko poremećaja dišnog sustava.

Strukture dišnog sustava

Bez kisika, umrli bismo u roku od nekoliko minuta. Zašto? Da bi ostale na životu, naše stanice trebaju energiju, a kisik igra bitnu ulogu u izvlačenju energije iz molekula hrane (vidi Poglavlje 3). Ekstrahiranu energiju pohranjujemo tako što proizvodimo molekulu zvanu ATP (adenozin trifosfat), koja zatim oslobađa energiju koliko je potrebna za obavljanje rada stanice. Naše stanice mogu proizvesti malo ATP-a bez kisika, ali to nije dovoljno za opskrbu energetskih potreba tijela. Stanice mogu proizvesti 18 puta više ATP-a ako je prisutan kisik.

Iste kemijske reakcije koje zahtijevaju kisik za proizvodnju ATP-a proizvode ugljični dioksid kao nusproizvod. U otopini - na primjer, u vodi ili krvi - ugljični dioksid stvara ugljičnu kiselinu, koja može biti štetna za stanice.

· Vaš dišni sustav dovodi zrak pun kisika i uklanja ugljični dioksid iz tijela. Zdrav dišni sustav poboljšava kvalitetu života.

Funkcija dišnog sustava je opskrba tijela kisikom i odlaganje ugljičnog dioksida, izmjena koja također regulira kiselost tjelesnih tekućina. Četiri procesa igraju ulogu u disanju (slika 14.1).

• Disanje (koji se naziva i ventilacija). Dovođenje zraka bogatog kisikom u pluća i pomicanje zraka opterećenog ugljičnim dioksidom iz pluća.

• Vanjsko disanje. Izmjena kisika i ugljičnog dioksida između pluća i krvi. Kisik prelazi iz pluća u krv, a ugljični dioksid iz krvi u pluća.

• Transport plina. Prijenos kisika iz pluća u stanice i ugljičnog dioksida iz stanica u pluća.

• Unutarnje disanje. Izmjena kisika i ugljičnog dioksida između krvi i stanica tkiva. Kisik se kreće iz krvi u stanice, gdje se koristi u staničnom disanju za proizvodnju ATP-a i ugljičnog dioksida. Ugljični dioksid koji proizvode stanice prelazi u krv.

SLIKA 14.1. Pregled disanja

Započinjemo naše istraživanje o tome kako ljudi dobivaju kisik i zbrinjavaju ugljični dioksid slijedeći put zraka od nosa do pluća. Strukture koje zrak prolazi na svom putu identificirane su i opisane na slici 14.2 i tablici 14.1 na stranici 270. Put kojim zrak putuje sažet je na slici 14.3. Dišni sustav općenito se dijeli na gornje i donje regije. Nos (nosne šupljine) i ždrijelo čine gornji dišni sustav. Donji dišni sustav se sastoji od grkljana, epiglotisa, dušnika, bronha, bronhiola i pluća.

SLIKA 14.2. Dišni sustav

Pratite put kisika od zraka koji ulazi u nos do struktura u plućima gdje kisik ulazi u opskrbu krvlju.

Nosna šupljina, ždrijelo, dušnik, bronhi, bronhiole, alveole

SLIKA 14.3. Put zraka tijekom udisaja i izdisaja

TABLICA 14.1. Pregled strukture dišnog sustava

Šupljina unutar nosa, podijeljena na desnu i lijevu polovinu nosnim septumom, ima tri regalne kosti

Filtrira i uvjetuje (vlaži i zagrijava ulazni zrak) miris (osjet mirisa)

Veliki, zrakom ispunjeni prostori u kostima lica

Smanjite težinu glave toplo i navlažite udahnuti zrak

Komora koja povezuje nosne šupljine s jednjakom i larinksom

Zajednički prolaz za zrak, hranu i piće

Hrskavica, kutijasta struktura između ždrijela i dušnika koja sadrži glasnice i glotis

Omogućuje prolaz zraka, ali ne i drugim materijalima, do izvora glasa donjeg dišnog sustava

Režanj tkiva ojačan hrskavicom

Prekriva glotis tijekom gutanja

Cijev ojačana prstenovima hrskavice u obliku slova C koja vodi od larinksa do bronha

Glavni dišni put vodi zrak od larinksa do bronha

Dvije velike grane dušnika ojačane hrskavicom

Provesti zrak iz dušnika do svakog pluća

Uski prolazi koji vode od bronha do alveola

Provođenje zraka do alveola prilagođava protok zraka u plućima

Dvije režnjeve, elastične strukture unutar torakalne (prsne) šupljine koje sadrže površine za izmjenu plinova

Razmjena kisika i ugljičnog dioksida između krvi i zraka

Mikroskopske vrećice u plućima, omeđene opsežnom kapilarnom mrežom

Osigurati ogromnu unutarnju površinu za izmjenu plinova

Koliko god se nečiji nos izvana činio velikim, iznutra nije tako prostran kao što možete zamisliti. Jedan od razloga je taj što tanka pregrada hrskavice i kosti koja se zove nosni septum dijeli unutrašnjost nosa na dvije nosne šupljine. Osim toga, veliki dio prostora unutar nosnih šupljina zauzimaju tri zavijene kosti nalik na police. Ove kosti povećavaju površinu unutar nosnih šupljina i dijele svaku šupljinu na tri uska prolaza kroz koja struji zrak. Vlažna sluznica prekriva cijelu unutarnju površinu nosnih šupljina.

Svi znamo kako nos izgleda, ali što nos čini? Vaš nos ima tri važne funkcije.

• Filtriranje i čišćenje. Nos pomaže očistiti čestice iz zraka koji se kreće kroz njegove prolaze na razne načine. Dlake unutar nosa filtriraju najveće čestice. Osim toga, određene stanice u membrani koja oblaže površinu nosnih šupljina i zračnih tubula proizvode sluz, ljepljivu tvar koja hvata čestice prašine.

Cilije, sitne izbočine koje se protežu od membranske sluznice, zatim povlače sluz, zarobljene čestice prljavštine i bakterije prema grlu. Zarobljene čestice se tada mogu ili progutati i potom uništiti probavnim enzimima ili iskašljati. Čestice koje ne ostanu zarobljene u nosnim šupljinama ili zračnim tubulima talože se u plućima. Mnoge čestice taložene u plućima progutaju i uklone makrofagi, velike stanice nepravilnog oblika koje lutaju po površini pluća. Međutim, ako se udahne previše čestica ili ako mehanizmi za njihovo uklanjanje ne uspiju, čestice se mogu akumulirati u plućima i prekriti neke površine za izmjenu plinova, smanjujući njihovu učinkovitost i stvarajući pozornicu za infekciju (slika 14.4).

SLIKA 14.4. Dišni su putevi obloženi nakupinama kratkih dlačicastih struktura, koje se nazivaju cilijama, isprepletenim između stanica koje izlučuju sluz.

Kondicioniranje zraka. Nos također zagrijava i vlaži udahnuti zrak prije nego što dođe do osjetljivih plućnih tkiva. Krv u opsežnom kapilarnom sustavu sluznice koja oblaže nosnu šupljinu zagrijava i vlaži ulazni zrak. Obilno krvarenje koje slijedi nakon udarca u nos dokaz je bogate opskrbe krvlju u ovim membranama. Zagrijavanje zraka prije nego što stigne do pluća iznimno je važno u hladnim klimama jer hladan zrak može ubiti osjetljive stanice pluća. Vlaženje udahnutog zraka također je bitno jer kisik ne može prijeći suhe membrane. Sluz pomaže vlažiti dolazni zrak tako da se površine pluća ne osuše. Miris. Naš njuh je zbog olfaktornih receptora smještenih na sluznicama visoko u nosnim šupljinama iza nosa. O njuhu se govori u 9. poglavlju.

Vrlo niske temperature mogu usporiti djelovanje cilija u nosnim šupljinama. Zašto gubitak cilijarnog djelovanja ponekad uzrokuje curenje iz nosa tijekom vrlo hladnog dana?

S nosnim šupljinama povezani su veliki prostori ispunjeni zrakom u kostima lica. Ti se prostori nazivaju sinusi. Budući da ovi zračni prostori znači da se manji dio glave sastoji od teške kosti, jedna od prednosti sinusa je da glava bude lakša. Sinusi također pomažu u zagrijavanju i vlaženju zraka koji udišemo jer su i oni obloženi sluznicama i nešto ulaznog zraka ipak prolazi kroz njih. Osim toga, sinusi su dio rezonantne komore koja utječe na kvalitetu glasa. Kada ste prehlađeni, vaš glas postaje prigušen jer sluznica sinusa oteče i proizvodi višak tekućine.

Budući da su zračni prostori sinusa povezani s onima u nosnim šupljinama, višak sluzi i tekućine odvodi iz sinusa u nosne šupljine. Međutim, kada se sluznica sinusa upali, kao što se događa kod sinusitisa (-itis, upala), oteklina može blokirati vezu između nosnih šupljina i sinusa, sprječavajući sinusi da dreniraju sluznicu koju proizvode. Pritisak uzrokovan nakupljanjem tekućine u sinusima uzrokuje bol nad jednim ili oba oka ili u obrazima ili čeljustima, ovo stanje se obično naziva sinusna glavobolja. Sinusitis može biti uzrokovan virusom koji je odgovoran za prehladu ili naknadnom bakterijskom infekcijom. Dekongestivni sprejevi za nos smanjuju otekline u cjevčicama koje povezuju sinuse s nosnom šupljinom, omogućujući sinusima da se lakše dreniraju—ali takve sprejeve treba koristiti samo prema uputama, jer mogu dovesti do ovisnosti.

Ždrijelo, koje se obično naziva grlo, je prostor iza nosa i usta. To je prolaz za zrak, hranu i piće. Mali, uski prolazi, zvani slušne (Eustahijeve) cijevi, povezuju gornji dio ždrijela sa srednjim uhom. Ovi prolazi pomažu u izjednačavanju tlaka zraka u srednjem uhu s tlakom u ždrijelu.

Nakon što prođe kroz ždrijelo, zrak zatim prolazi kroz grkljan, koji se obično naziva glasovna kutija ili Adamova jabuka. Larinks je kutijasta struktura sastavljena prvenstveno od hrskavice (slika 14.5).

SLIKA 14.5. Larinks, koji se obično naziva glasovna kutija ili Adamova jabuka, je podesivi ulaz u dušnik i izvor glasa.

Larinks ima dvije glavne funkcije. To je upravitelj prometa za materijale koji prolaze kroz strukture u vratu, dopuštajući zraku, ali ne i drugim materijalima, da uđe u donji dišni sustav. Grkljan je također izvor glasa. Razmotrimo ove dvije funkcije detaljnije.

1. Selektivni ulaz u donji dišni sustav.

Larinks pruža selektivni otvor za dušnik (dušnik) i donji dišni sustav: može se otvoriti kako bi se omogućio prolaz zraka u pluća i zatvorio kako bi se spriječilo da druge tvari, poput hrane, uđu u pluća. Budući da je jednjak (cijev koja vodi do želuca) iza grkljana, hrana i piće moraju proći preko otvora u grkljan kako bi došli do probavnog sustava. Ako bi čvrsti materijal poput hrane ušao u donji dišni sustav, mogao bi se zadržati u jednoj od cijevi koje provode zrak u pluća i spriječiti protok zraka. Tekućina koja ulazi u pluća jednako je opasna jer može pokriti respiratorne površine, smanjujući područje dostupno za izmjenu plinova. Obično je spriječen ulazak stranog materijala u donji dišni sustav tijekom gutanja jer se grkljan uzdiže i uzrokuje da se režanj hrskavice zvan epiglotis pomakne prema dolje i formira poklopac iznad glotisa, otvora u grkljanku kroz koji prolazi zrak. Možete osjetiti kako se grkljan pomiče ako stavite prste na Adamovu jabučicu dok gutate. Zbog ovog pokreta ne možete disati i gutati u isto vrijeme. (Probaj!)

Ako hrana ili piće slučajno uđu u dušnik, obično kašljemo i izbacimo ga. Međutim, ako se hrana zaglavi u dušniku, može blokirati protok zraka. Heimlichov manevar može se koristiti za uklanjanje blokade i vraćanje protoka zraka (slika 14.6).

SLIKA 14.6. Heimlichov manevar se može izvesti na osobi koja se guši koja stoji ili sjedi. Ako žrtva gušenja leži na tlu, iste promjene tlaka koje spašavaju život mogu se stvoriti guranjem prema unutra i prema gore na gornji dio žrtvinog trbuha. Ako se počnete gušiti i nema nikoga tko bi na vama izvršio Heimlichov manevar, možda je moguće pomaknuti opstrukciju u dušniku bacanjem gornjeg dijela trbuha na stol, stolicu ili drugi nepokretni predmet.

2. Proizvodnja glasa. Glas se generira u larinksu vibracijom glasnica, dvije debele niti tkiva koje se protežu preko otvora glotisa (vidi sliku 14.5). Kada govorite, mišići protežu glasnice preko zračnog prolaza, sužavajući otvor glotisa. Prolazak zraka između istegnutih glasnica uzrokuje njihovo vibriranje i stvaranje zvuka, baš kao što rubovi vrata napuhanog balona vibriraju i stvaraju buku ako istegnete vrat balona dok dopuštate zraku da izađe. Vibracije glasnica stvaraju zvučne valove u zračnim prostorima nosa, usta i ždrijela. Ova je rezonacija uvelike odgovorna za kvalitetu tona vašeg glasa.

Visina glasa ovisi o napetosti glasnica. Kada se kabeli rastežu, postaju tanji i zategnuti, visina zvuka kada vibriraju je veća. Možete sami demonstrirati odnos između debljine i visine tako da počupate gumenu traku razvučenu između palca i kažiprsta. Što je gumena vrpca više rastegnuta, to je zvuk zvuka veći.

Kada bolujete od laringitisa, upale grkljana, glasnice postaju natečene i zadebljane. Zbog toga ne mogu slobodno vibrirati, a glas postaje dublji i hrapaviji. Kad su glasnice jako upaljene, čovjek gotovo uopće ne može govoriti jer u tom stanju ne mogu vibrirati.

Dušnik, ili dušnik, je cijev koja provodi zrak između vanjske strane tijela i pluća. Otvoreno je drže prstenovi hrskavice koji mu daju opći izgled crijeva za usisivač. Ovi prstenovi hrskavice su u obliku slova C, otvoreni krajevi prstenova okrenuti su prema strani dušnika uz jednjak, što omogućuje jednjaku da se proširi i komprimira dušnik kada se proguta velika masa hrane.Možete osjetiti ove prstenove hrskavice u vratu, odmah ispod grkljana.

Potporni prstenovi potrebni su u dušniku i njegovim granama kako bi spriječili kolaps ovih dišnih putova tijekom svakog udisaja kada brzi protok zraka u pluća stvara pad tlaka. Zrak (ili tekućina) koji brzo prolazi preko površine uzrokuje niži tlak, koji se doživljava kao "povlačenje" na toj površini. Možda ste primijetili da kada uđete pod tuš i uključite vodu, zavjesa tuša je navučena prema vama. Zavjesa se pomiče prema unutra jer voda koja se kreće snižava tlak zraka, baš kao što to čini brzo kretanje zraka kroz respiratorne tubule. Ako dušnik nije otvoren otvorenim prstenovima hrskavice, brzi protok zraka tijekom disanja doveo bi do njegovog kolapsa ili spljoštenja.

Traheja se dijeli na dvije zračne cijevi koje se nazivaju primarni bronhi, a svaki bronh (jednina) provodi zrak iz dušnika u jedno od pluća. Bronhi se granaju u više navrata unutar pluća, tvoreći progresivno manje zračne cijevi. Najmanji bronhi se dijele tako da tvore još manje tubule zvane bronhiole, koje na kraju završavaju u alveolama, vrećicama s površinama specijaliziranim za izmjenu plinova (o kojima se ukratko raspravlja).

Ponovljeno grananje zračnih tubula u plućima podsjeća na stablo grananja. Zapravo, sličnost je toliko bliska da se sustav zračnih tubula često naziva bronhijalnim stablom (slika 14.7). Svi bronhi su otvoreni hrskavicom, baš kao što se događa u dušniku. Međutim, količina hrskavice se smanjuje s promjerom cijevi. Bronhiole nemaju hrskavicu, ali njihove stijenke sadrže glatke mišiće, koje kontrolira autonomni živčani sustav tako da se protok zraka može prilagoditi metaboličkim potrebama (vidi 8. poglavlje).

SLIKA 14.7. Odljevak od smole bronhijalnog stabla pluća. U tijelu je ovaj razgranati sustav zračnih tubula šupalj i služi kao prolaz za kretanje zraka između atmosfere i alveola, gdje se odvija izmjena plinova.

Iako je kontrakcija mišića u stijenkama bronha obično usko usklađena s tjelesnim potrebama, ponekad bronhijalni mišići dođu u grčeve koji ozbiljno ometaju protok zraka. Takav je slučaj s astmom, kroničnim stanjem koje karakteriziraju ponavljajući napadi zviždanja i otežano disanje. Otežano disanje pogoršava trajna upala dišnih puteva. Alergija na tvari kao što su pelud, pseća ili mačja perut (čestice kože) i izmet sitnih grinja u kućnoj prašini često izazivaju napade astme. Međutim, prehlada ili respiratorna infekcija, određeni lijekovi, udisanje nadražujućih tvari, jaka tjelovježba i psihički stres također mogu uzrokovati napad. Neki napadi počinju bez ikakvog razloga. Određeni inhalanti koji se propisuju za liječenje napada astme djeluju tako što opuštaju mišiće bronha. Ostali inhalanti sadrže steroide koji smanjuju upalu zračnih tubula koja se javlja kod astme.

Svaka bronhiola završava ili proširenjem koje se naziva alveola (množina, alveole) ili, češće, grozdovitom nakupinom alveola. Svaka alveola je zaobljena komora tankih stijenki okružena gustom mrežom kapilara (slika 14.8). Kisik difundira iz alveola u krv, koja isporučuje kisik stanicama. Ugljični dioksid koji proizvode stanice difundira iz krvi u alveolarni zrak da se izdahne.

SLIKA 14.8. Alveole u plućima stvaraju ogromnu površinu na kojoj se kisik i ugljični dioksid izmjenjuju između pluća i krvi. Kisik difundira iz alveola u krv, a ugljični dioksid iz krvi u alveole.

Većina plućnog tkiva sastoji se od alveola, što strukturu pluća čini mnogo više poput pjenaste gume nego balona, ​​slika koja se ponekad koristi za opisivanje pluća. Površina unutar jednostavnog, šupljeg balona iste veličine kao naša pluća bila bi otprilike 0,01 m 2 (oko 0,2 yd 2 ). Međutim, svako naše pluća sadrži približno 300 milijuna alveola, čija je ukupna površina oko 70 do 80 m 2 (oko 84 do 96 yd 2 ). Drugim riječima, alveole povećavaju površinu pluća oko 8500 puta.

Da bi alveole ispravno funkcionirale kao površina za izmjenu plinova, moraju se držati otvorenim. Molekule fosfolipida zvane surfaktant, koje oblažu alveole, djeluju tako da ih drže otvorenima. Vlažne membrane, poput onih na stijenkama alveola, privlače se jedna drugoj zbog privlačenja između molekula vode zvane površinska napetost. Da ovu privlačnost nije poremetio surfaktant, on bi povukao alveolarne stijenke zajedno, urušavajući zračne komore.

Proizvodnja surfaktanta obično počinje tijekom osmog mjeseca fetalnog života, tako da je prisutno dovoljno surfaktanta da zadrži alveole otvorenima kada novorođenče udahne prvi put. Nažalost, neke prijevremeno rođene bebe još nisu proizvele dovoljno surfaktanta da prevladaju privlačnosti između alveolarnih stijenki. Kao rezultat toga, njihove alveole kolabiraju nakon svakog udisaja. Ovo stanje, nazvano respiratorni distres sindrom (RDS), otežava disanje nedonoščadi. Neka novorođenčad s RDS-om umiru zbog toga. Međutim, mnogi su spašeni upotrebom mehaničkih respiratora i umjetnog surfaktanta koji ih održava na životu dok im pluća ne sazriju.

Pneumonija je infekcija pluća koja rezultira nakupljanjem tekućine i mrtvih bijelih krvnih stanica u alveolama. Zašto bi to moglo dovesti do niže razine kisika u krvi?

Mehanizam disanja

Zrak se kreće između atmosfere i pluća kao odgovor na gradijente tlaka. Pomiče se u pluća kada je tlak u atmosferi veći od tlaka u plućima, a izlazi kada je tlak u plućima veći od tlaka u atmosferi.

Promjene tlaka u plućima nastaju promjenama volumena prsne šupljine, odnos koji se objašnjava karakteristikama pleuralne membrane. Svako plućno krilo je zatvoreno u dvoslojnu vrećicu pleuralne membrane. Jedan sloj membrane prianja na stijenku prsne šupljine, a drugi na pluća. Tekućina između slojeva membrane podmazuje slojeve membrane i drži ih zajedno površinskom napetošću. Kao rezultat toga, promjena volumena torakalne šupljine uzrokuje sličnu promjenu volumena pluća. Razmotrimo kako dolazi do promjena u veličini prsne šupljine.

Zrak se kreće u pluća kada se veličina prsne šupljine poveća, to povećanje uzrokuje pad tlaka u plućima ispod atmosferskog tlaka. Povećanje je posljedica kontrakcije dijafragme, širokog mišićnog sloja koji odvaja trbušnu i torakalnu šupljinu, i mišića prsnog koša, koji se nazivaju interkostalni mišići (kosta, rebra, slika 14.9a). Tlak zraka u plućima se smanjuje, a zrak juri u pluća. Taj se proces naziva udisanje ili inspiracija. Međurebarni mišići leže između rebara, tako da kada se ti mišići skupljaju, povlače grudni koš prema gore i prema van. Stavljanjem ruku na grudni koš dok udišete, možete osjetiti kako se prsni koš pomiče gore i van. Podizanjem prsnog koša povećava se veličina torakalne šupljine od prednje prema stražnjoj strani. U međuvremenu, kontrakcija dijafragme produljuje torakalnu šupljinu od vrha do dna. Ovo produljenje nastaje jer je dijafragma u obliku kupole kada je opuštena, a spljošti se kada se skupi, kao što je prikazano na slici 14.9a.

SLIKA 14.9. Promjene u volumenu prsne šupljine uzrokuju udah i izdisaj. X-zrake pokazuju stvarne promjene volumena pluća tijekom udisaja i izdisaja.

Proces izdisaja, koji se naziva izdisaj ili izdisaj, obično je pasivan. Drugim riječima, ne zahtijeva rad, ali se javlja kada se mišići prsnog koša i dijafragme opuste. Pluća su elastična, odnosno nakon istezanja vraćaju se na prijašnju veličinu. Kada se elastična tkiva pluća povuku, grudni koš se vraća u prijašnji donji položaj, a dijafragma se izboči u torakalnu šupljinu (slika 14.9b). Tlak u plućima raste kako se volumen pluća smanjuje. Kada tlak u plućima prijeđe atmosferski, zrak izlazi van.

Ako je potrebno izdahnuti više zraka nego inače, kao kod teškog disanja ili kašljanja, drugi mišići pomažu tom procesu. Na primjer, između rebara postoji još jedan sloj mišića. Kada se rebarni mišići u ovom sloju skupljaju, povlače grudni koš još više prema dolje i prema unutra, povećavajući pritisak na pluća. Osim toga, mišići trbuha se mogu kontrahirati. Trbušne kontrakcije potiskuju organe u trbuhu uz dijafragmu, što uzrokuje njeno izbočenje još više u prsni koš.

U viktorijansko doba, žena je često nosila korzet koji je sadržavao kitovu kost koja je formirala traku oko njezina struka i donjeg dijela prsa. Korzeti su bili čvrsto vezani kako bi stvorili struk sličan osi, a žene koje su ih nosile često su padale u nesvijest. Koji je najvjerojatniji uzrok ovih nesvjestica?

Volumen zraka koji se kreće u ili iz pluća tijekom disanja

Volumen zraka koji se pomiče tijekom svakog udisaja varira od osobe do osobe, uvelike ovisi o spolu, dobi i visini osobe. Tijekom tihog disanja, oko 500 ml, ili otprilike 1 pinta, zraka ulazi i izlazi sa svakim udahom. Količina zraka koja se udahne ili izdahne tijekom normalnog udisaja naziva se plimni volumen (slika 14.10).

SLIKA 14.10. Za mjerenje volumena zraka u plućima koristi se spirometar.

Ako biste, nakon normalnog udisaja, udisali sve dok više ne biste mogli unositi zrak, vjerojatno biste unijeli još 1900 do 3300 ml zraka u pluća. Ovaj volumen zraka je gotovo 4 do 7 puta veći od volumena pomaknutog tijekom tihog disanja. Dodatni volumen zraka koji se može unijeti u pluća nakon normalnog udisanja naziva se inspiracijski rezervni volumen.

Nakon što ste normalno izdahnuli, još uvijek možete izbaciti oko 1000 ml dodatnog zraka iz pluća. Taj dodatni volumen zraka koji se može izbaciti iz pluća nakon disajnog volumena naziva se ekspiracijski rezervni volumen. Smanjenje rezervnog volumena izdisaja karakteristično je za opstruktivne bolesti pluća kao što su bronhitis i astma. Vatrogasci grada New Yorka i drugi spasioci na mjestu urušavanja Svjetskog trgovinskog centra 11. rujna 2001. doživjeli su značajno smanjenje obujma ekspiracijske rezerve u godini nakon katastrofe. Pad plućne funkcije među spasiocima, vjerojatno zbog udisanja otrovne prašine, bio je ekvivalentan onom koji se očekivao nakon 12 godina starenja. Najviše štete pretrpjeli su oni koji su bili na mjestu događaja kada su kule pale, ili nedugo nakon toga.

Kada biste udahnuli najdublje moguće i izdahnuli sve dok više ne budete mogli izbaciti zrak iz pluća, pokazali biste svoj vitalni kapacitet, maksimalnu količinu zraka koja se može pomaknuti u pluća i izaći iz pluća tijekom snažnog disanja. Vitalni kapacitet, dakle, jednak je zbroju disajnog volumena, inspiratorne rezerve i ekspiracijske rezerve. Iako su prosječne vrijednosti za studente oko 4800 ml kod muškaraca i 3400 ml kod žena, vrijednosti mogu znatno varirati ovisno o zdravstvenom stanju i kondiciji osobe. Jedna od bolesti koja utječe na vitalni kapacitet je upala pluća. Uzrokuje nakupljanje tekućine unutar alveola, zauzimajući prostor koji bi inače zauzimao zrak.

Pluća se nikada ne mogu potpuno isprazniti, čak ni uz najjači izdisaj. Količina zraka koja ostaje u plućima nakon izdaha što je moguće više zraka, a naziva se preostali volumen, otprilike je 1100 do 1200 ml zraka. Kao što ćemo vidjeti kasnije u poglavlju, emfizem je stanje pluća u kojem se stijenke alveola raspadaju, stvarajući veće zračne prostore koje je teže isprazniti. Dakle, preostali volumen se povećava. Ovaj preostali zrak ima manje kisika od udahnutog zraka, pa osoba s emfizemom osjeća nedostatak zraka.

Budući da nešto zraka uvijek ostane u plućima, vitalni kapacitet nije mjera ukupne količine zraka koju pluća mogu zadržati. Ukupni kapacitet pluća, ukupni volumen zraka koji se nalazi u plućima nakon najdubljeg mogućeg udaha, izračunava se dodavanjem preostalog volumena vitalnom kapacitetu. Ovaj volumen je približno 6000 ml kod muškaraca i 4500 ml kod žena.

Prijenos plinova između pluća i stanica

Vidjeli smo da disanje dovodi zrak u pluća i izbacuje zrak iz pluća. Podsjetimo da tri druga procesa tada igraju ulogu u isporuci kisika stanicama i uklanjanju ugljičnog dioksida iz stanica. U alveolama pluća tamo se događa vanjsko disanje, kisik difundira u krv, a ugljični dioksid difundira iz krvi. Prijenos plina ostvaruje se krvlju, koja prenosi kisik do stanica i ugljični dioksid dalje od stanica. Unutarnje disanje događa se u raznim tkivima tamo, kisik difundira iz krvi u stanice, a ugljični dioksid izlazi iz stanica u krv (slika 14.11).

SLIKA 14.11. U plućima kisik difundira iz alveola u krv. Kisik se prenosi do stanica u crvenim krvnim stanicama. U stanicama kisik difundira iz krvi u tjelesne stanice, koje koriste kisik i pritom proizvode ugljični dioksid. Ugljični dioksid difundira u krv i vraća se u pluća, gdje difundira iz krvi u alveolu i izdiše se.

Prijenos kisika i hemoglobin

Krv se prenosi kisikom iz alveola kroz tijelo. Gotovo sav – oko 98,5% – kisika koji dolazi do stanica vezan je za hemoglobin, protein u crvenim krvnim stanicama. Hemoglobin vezan za kisik naziva se oksihemoglobin (HbO2). Preostalih 1,5% kisika dostavljenog stanicama otopljeno je u plazmi. Puna krv, koja se sastoji od stanica kao i plazme, nosi 70 puta više kisika od jednake količine same plazme.

Hemoglobin preuzima kisik u plućima i oslobađa ga u stanicama. Ali što određuje hoće li se hemoglobin vezati za kisik ili će ga osloboditi? Najvažniji čimbenik koji odlučuje o ovom pitanju je parcijalni tlak kisika, koji je izravno povezan s njegovom koncentracijom. U mješavini plinova svaki plin doprinosi samo dijelu ukupnog tlaka cijele mješavine plinova. Tlak koji vrši jedan od plinova u smjesi naziva se njegovim parcijalnim tlakom.

Podsjetimo iz poglavlja 3 da tvari uvijek difundiraju iz područja veće koncentracije ili tlaka u područja niže koncentracije ili tlaka. U alveolama pluća, gdje je koncentracija kisika visoka, hemoglobin u crvenim krvnim stanicama u obližnjim kapilarama preuzima kisik. Kisik se tada oslobađa blizu stanica, gdje je koncentracija kisika niska.

Transport ugljičnog dioksida i bikarbonatnih iona

Ugljični dioksid koji proizvode stanice dok koriste kisik uklanja se krvlju. Prijenos ugljičnog dioksida odvija se na tri glavna načina:

1. Otopljen u krvnoj plazmi. Između 7% i 10% ugljičnog dioksida transportira se otopljenog u plazmi kao molekularni ugljični dioksid.

2. Nosi ga hemoglobin. Molekule hemoglobina u crvenim krvnim stanicama nose nešto više od 20% transportiranog ugljičnog dioksida. Kada se ugljični dioksid spoji s hemoglobinom, tvori spoj koji se naziva karbaminohemoglobin.

3. Kao bikarbonatni ion. Daleko najvažnije sredstvo transporta ugljičnog dioksida je kao bikarbonatni ioni otopljeni u plazmi. Oko 70% ugljičnog dioksida se transportira na ovaj način. Ugljični dioksid (CO2) koju proizvode stanice difundiraju u krv i u crvene krvne stanice. I u plazmi iu crvenim krvnim stanicama reagira s vodom (H2O) i stvara ugljičnu kiselinu (H2CO3). Ugljična kiselina se brzo disocira i tvori vodikove ione (H+) i bikarbonatne ione (HCO3 - ). Proces stvaranja bikarbonatnih iona u kapilarama tkiva predstavljen je sljedećom formulom:

Iako se te reakcije događaju u plazmi kao iu crvenim krvnim stanicama, one se događaju stotine puta brže u crvenim krvnim stanicama. Veću brzinu reakcije uzrokuje enzim karboanhidraza koji se nalazi unutar crvenih krvnih stanica, ali ne i u plazmi. Vodikovi ioni proizvedeni reakcijom spajaju se s hemoglobinom. Na taj način hemoglobin djeluje kao pufer, a kiselost krvi se tek neznatno mijenja prolaskom kroz tkiva. Bikarbonatni ioni difundiraju iz crvenih krvnih stanica u plazmu i prenose se u pluća.

U plućima je proces obrnut. Kada krv dođe u kapilare pluća, ugljični dioksid difundira iz krvi u alveole jer je koncentracija (parcijalni tlak) ugljičnog dioksida u alveolama relativno niska. Budući da je koncentracija ugljičnog dioksida u krvi veća nego u alveolama, kemijske reakcije koje smo upravo opisali obrću smjer. Bikarbonatni ioni se ponovno spajaju s vodikovim ionima i tvore ugljičnu kiselinu. U prisutnosti karboanhidraze unutar crvenih krvnih stanica, ugljična kiselina se pretvara u ugljični dioksid i vodu. Ugljični dioksid tada napušta crvena krvna zrnca, difundira u alveolarni zrak i izdiše se. Reakcije u plućima su sažete u nastavku.

Osim što su oblik u kojem se ugljični dioksid prenosi krvlju, bikarbonatni ioni važan su dio tjelesnog kiselinsko-baznog puferskog sustava. Pomažu neutralizirati kiseline u krvi. Ako krv postane previše kisela, višak vodikovih iona uklanja se spajanjem s bikarbonatnim ionima kako bi se dobila ugljična kiselina. Ugljična kiselina tada stvara ugljični dioksid i vodu, koji se izdišu. (Bikarbonatni ioni i acidobazna ravnoteža krvi također se raspravljaju u 2. poglavlju.)

Ugljični monoksid je otrovan plin koji se veže na hemoglobin mnogo lakše nego kisik, a veže se na istom mjestu kao i kisik. Dakle, kada je ugljični monoksid vezan za hemoglobin, kisik se ne može vezati. Zašto je trovanje ugljičnim monoksidom potencijalno smrtonosno?

Respiratorni centri u mozgu

Brzina disanja utječe na količinu kisika koja se može dostaviti stanicama i količinu ugljičnog dioksida koja se može ukloniti iz tijela. Neuralne i kemijske kontrole prilagođavaju brzinu disanja kako bi zadovoljile potrebe tijela.

Osnovni uzorak disanja

Dok sjedite i čitate svoj tekst, vaše disanje je vjerojatno prilično ritmično, s otprilike 12 do 15 udisaja u minuti. Osnovni ritam kontrolira centar za disanje (respiratorni) koji se nalazi u meduli mozga (slika 14.12). Unutar centra za disanje nalaze se inspiratorno i ekspirijsko područje.

SLIKA 14.12. Neuralna i kemijska kontrola disanja

Tijekom tihog disanja, kada ste mirni i normalno dišete, inspiratorno područje pokazuje ritmične napade neuralne aktivnosti. Dok su inspiratorni neuroni aktivni, impulsi koji potiču kontrakciju šalju se u mišiće uključene u inhalaciju (dijafragmu i međurebre). Kao što smo vidjeli, kontrakcija dijafragme i međurebara uzrokuje povećanje veličine prsne šupljine, čime se zrak pomiče u pluća.Nakon oko 2 sekunde udisaja, aktivnost neurona u inspiratornom centru prestaje na oko 3 sekunde. Kada inspiratorni neuroni prestanu djelovati, dijafragma i interkostali se opuštaju i dolazi do pasivnog izdisaja. Tijekom teškog disanja, kao što se može dogoditi tijekom vježbanja, ekspiracijski centar uzrokuje kontrakciju drugih međurebarnih mišića i trbušnih mišića, brzo gurajući zrak iz pluća.

Većinu vremena dišemo ne razmišljajući o tome. Međutim, možemo svojevoljno promijeniti svoj obrazac disanja putem impulsa koji potječu iz moždane kore ("svjesnog" dijela mozga). Kontroliramo disanje kada govorimo ili uzdišemo, a možemo dobrovoljno dahtamo kao pas. Zadržavanje daha tijekom plivanja pod vodom očito je dobra ideja. U nekim drugim trenucima zadržavanje daha može nas zaštititi od udisanja dima ili nadražujućih plinova.

Tijekom prisilnog disanja, kao što se može dogoditi tijekom napornog vježbanja, receptori za istezanje u stijenkama bronha i bronhiola u plućima sprječavaju prenapuhavanje pluća. Kada dubok udah uvelike proširuje pluća i rasteže te receptore, oni šalju impulse preko vagusnog živca koji inhibiraju centar za disanje, dopuštajući izdah. Kako se pluća ispuhuju, receptori za rastezanje više nisu stimulirani.

Svrha disanja je kontrolirati razinu ugljičnog dioksida i kisika u krvi. Sada razmatramo kako razine tih plinova kontroliraju brzinu disanja, što zauzvrat utječe na razine plinova (slika 14.13).

SLIKA 14.13. Uloga ugljičnog dioksida u kontroli brzine disanja

Ugljični dioksid . Najvažnija kemikalija koja utječe na brzinu disanja je ugljični dioksid. Mehanizam kojim ugljični dioksid regulira disanje ovisi o vodikovim ionima koji nastaju kada ugljični dioksid prijeđe u otopinu i tvori ugljičnu kiselinu:

Tri skupine kemoreceptora reagiraju na promjenu razine vodikovih iona u krvi (slika 14.12). Središnji kemoreceptori nalaze se u području mozga zvanom medula, blizu centra za disanje. Periferni kemoreceptori nalaze se u tijelima aorte i karotidnim tijelima, malim strukturama povezanim s glavnom krvnom žilom koja napušta srce i odlazi u tijelo, kao i s glavnim krvnim žilama u glavu. Kemoreceptori u tijelima aorte i karotidnih tijela također reagiraju kada je razina kisika u krvi niska.

Kemoreceptori u meduli su blizu njezine površine, gdje su okupani cerebrospinalnom tekućinom. Ugljični dioksid difundira iz krvi u cerebrospinalnu tekućinu, gdje podiže koncentraciju vodikovih iona stvaranjem ugljične kiseline. Kada rastuća koncentracija vodikovih iona stimulira kemoreceptore u meduli, brzina disanja se povećava i izdiše se više ugljičnog dioksida, što uzrokuje smanjenje razine ugljičnog dioksida u krvi.

Kisik . Budući da je kisik, a ne ugljični dioksid, bitan za preživljavanje, može biti pomalo iznenađujuće saznati da kisik ne utječe na brzinu disanja osim ako njegova razina u krvi ne padne opasno nisko. Tek tada kemoreceptori osjetljivi na kisik u tijelima aorte i karotidnih tijela šalju poruku da je razina kisika u krvi na kritičnoj točki, pokrećući u posljednjem trenutku poziv meduli da poveća brzinu disanja i podigne razinu kisika. Ako razina kisika puno više pada, neuroni u inspiratornom području umiru zbog nedostatka kisika i ne reagiraju dobro na impulse iz kemoreceptora. Kao rezultat toga, inspiratorno područje počinje slati manje impulsa mišićima inspiracije, brzina disanja se smanjuje, a disanje može čak i potpuno prestati.

Poremećaji dišnog sustava

Čak i u mirnom danu unesete više od 86.000 litara zraka u i iz pluća. Udahnuti zrak može sadržavati organizme koji uzrokuju bolesti ili štetne kemikalije i čestice. Dišni sustav čisti većinu tih materijala prije nego što mogu uzrokovati štetu. Međutim, neki od organizama koji uzrokuju bolesti, uključujući viruse i bakterije, te druge štetne tvari ostaju i uzrokuju probleme.

Bilo koji od više od 200 virusa može uzrokovati prehladu. Nije iznenađujuće da je oko 30 milijuna Amerikanaca u ovom trenutku prehlađeno. ("Prehlada" je doista česta.) Budući da postoji toliko mnogo virusa koji uzrokuju prehladu, možete, i obično to činite, dobiti nekoliko prehlada godišnje, svaki od drugog virusa. Većina ljudi dobije prvu prehladu prije jedne godine.

Tipično, prehlada počinje curinjem iz nosa, moguće grloboljom i kihanjem. U početku je iscjedak iz nosa rijedak i vodenast, ali postaje gušći kako ispunjava nosnu šupljinu. Gotovo svaki dio dišnog sustava može biti zahvaćen. Kihanje i začepljen nos ukazuju na to da je infekcija u gornjim dišnim sustavima. Kada je zahvaćen ždrijelo, nastaje grlobolja. Infekcija se može proširiti na bronhije, uzrokujući kašalj, ili na grkljan, čineći vaš glas promuklim.

Koliko god se jadno osjećali s prehladom, možete se utješiti svjesnošću da vaša patnja neće trajati zauvijek (vidi esej Zdravstveno pitanje, Preživljavanje prehlade). Prehlada je samoograničavajuća, traje samo 1 do 2 tjedna. Nadalje, prehlade su rijetko smrtonosne, osim povremeno kod vrlo mladih ili vrlo starih ili kod onih ljudi koji su već ozbiljno oboljeli od neke druge bolesti.

Prehlada se širi kada se uzročnik virus prenese sa zaražene osobe. Virusa ima u izobilju u nazalnim izlučevinama. Međutim, prijenos virusa obično nije rezultat izravnog udisanja zaraženih kapljica od kašlja ili kihanja. Vjerojatnije je da je rezultat rukovanja predmetom koji je kontaminiran virusom. Virusi prehlade mogu ostati sposobni uzrokovati infekciju na koži ili na predmetu nekoliko sati, čekajući da ih nesuđena osoba dotakne i kontaminira svoje prste. Nakon toga, kada se prsti puni virusa dotaknu sluznice nosa, prijenos je završen. Najbolji načini za sprječavanje prehlade su često pranje ruku i izbjegavanje boravka u blizini ljudi koji su prehlađeni.

Gripa je skraćenica od gripe, još jedne virusne bolesti. Malo je vrsta virusa koji uzrokuju gripu u usporedbi s brojem različitih virusa koji mogu uzrokovati prehladu. Zapravo, svi virusi koji uzrokuju gripu kod ljudi su varijante tri glavna tipa — A, B i C (ali postoje stotine varijanti ova tri osnovna tipa). Gripa tipa A često je ozbiljnija od B po tome što je češće popraćena teškim komplikacijama, a češće ima i smrtni ishod. Influenca C uzrokuje blagu bolest sa simptomima prehlade.

Simptomi gripe slični su simptomima prehlade, ali se pojavljuju naglo i teži su. (Iako se početak gripe može činiti iznenadnim, zapravo do trenutka kada se pojave simptomi gripe, bolest se inkubira nekoliko dana.) Tipična gripa počinje zimicama i visokom temperaturom, oko 39°C (103°F) kod odraslih, a možda i viši u djece. Mnoge žrtve gripe osjećaju bolove u mišićima, posebno u leđima. Ostali uobičajeni simptomi uključuju glavobolju, grlobolju, suhi kašalj, slabost, bol i peckanje u očima te osjetljivost na svjetlost. Kada se pojavi gripa, obično vam je dovoljno mučno da odete u krevet. Gripa općenito traje 7 do 10 dana, ali može proći još tjedan dana ili više prije nego što se potpuno vratite na noge.

Gripa je često komplicirana sekundarnim infekcijama, koje nastaju kada drugi organizmi koji uzrokuju bolesti iskoriste prednost oslabljenog tijela. Najčešća komplikacija je upala pluća, upala pluća (opisano u nastavku). Moguće sekundarne infekcije uzrokovane bakterijama uključuju bronhitis, sinusitis i infekcije uha.

Jedan od načina prevencije gripe je cijepljenje protiv gripe – cjepivo napravljeno od sojeva virusa za koje znanstvenici očekuju da će uzrokovati sljedeće epidemije bolesti. Cijepljenje protiv gripe je samo oko 60% do 70% učinkovito jer virusi na koje ciljaju brzo mutiraju, uzrokujući pojavu novih sojeva. Nove sojeve ne prepoznaje obrana imunološkog sustava koja je programirana najnovijim cjepivom. Budući da svaka sezona gripe donosi nove sojeve virusa gripe, učinkovitost cjepiva traje samo onoliko koliko su najrašireniji sojevi te sezone. Kao rezultat toga, nova cjepiva se moraju neprestano razvijati kako bi nas zaštitili, a cijepljenja protiv gripe moraju se ponavljati svake godine.

Pneumonija je upala pluća koja uzrokuje nakupljanje tekućine u alveolama, čime se smanjuje izmjena plinova. Također uzrokuje oticanje i sužavanje bronhiola, što otežava disanje. Upala pluća obično je uzrokovana infekcijom bakterijama ili virusima, ali ju mogu uzrokovati i gljive i protozoe. Mnogi slučajevi upale pluća razvijaju se nakon obične prehlade ili gripe. Zračenje, kemikalije i alergije također mogu izazvati.

Simptomi upale pluća često počinju iznenada. Oni uključuju groznicu i zimicu, bol u prsima, kašalj i otežano disanje. Ozbiljnost upale pluća varira od blage do opasne po život. Liječenje ovisi o uzroku bolesti.

Upala grla, grlobolja uzrokovana bakterijom Streptococcus, problem je uglavnom kod djece od 5 do 15 godina. Bolnost je obično popraćena natečenim žlijezdama (limfnim čvorovima) i povišenom temperaturom.

Iako bol od streptokoknog grla može biti toliko blaga da se nikada ne konzultira liječnik, ignoriranje strep infekcije može imati ozbiljne posljedice. Ako se ne liječi, bakterija Streptococcus može se proširiti na druge dijelove tijela i uzrokovati reumatsku groznicu ili probleme s bubrezima. Glavni simptomi reumatske groznice su otečeni, bolni zglobovi i karakterističan osip. Oko 60% oboljelih od reumatske groznice razvije bolest srčanih zalistaka. Druga moguća posljedica streptokokne infekcije je bolest bubrega (glomerulonefritis). Oštećenje bubrega je posljedica reakcije vlastitih zaštitnih mehanizama tijela. Tijelo proizvodi antitijela koja uništavaju bakterije, ali ako ta protutijela potraju nakon što su bakterije ubijene, mogu uzrokovati upalu bubrega. Upaljeni bubrezi možda neće moći filtrirati krv, a krv može curiti u mokraću.

Simptomi strep grla uključuju upalu grla i dva od tri od sljedećih: groznica od 101°F (38,33°C), bijeli ili žuti premaz na krajnicima ili natečene žlijezde na vratu. Budući da mnogi virusi mogu uzrokovati upale grla koje izgledaju kao strep infekcije, jedini način da se identificira strep grlo je testiranje na uzročnik. Ako se pronađe bakterija Streptococcus, propisuje se antibiotik, obično penicilin, za sprječavanje reumatske groznice i bolesti bubrega.

Tuberkulozu (TB) uzrokuje bakterija u obliku štapa, Mycobacterium tuberculosis. Širi se kada kašalj zaražene osobe šalje kapljice napunjene bakterijama u zrak i bakterije se udišu u pluća nezaražene osobe. Budući da se bakterije udišu, pluća su obično prva mjesta napada, ali se bakterije mogu proširiti na bilo koji dio tijela, posebno na mozak, bubrege ili kosti.

Kao obrana od bakterija, tijelo stvara vlaknaste vezivno tkivo, koje se nazivaju tuberkuli, koje inkapsuliraju bakterije (otuda i naziv bolesti). Iako stvaranje tuberkula usporava širenje bolesti, ono zapravo ne ubija bakterije. Imunološki sustav uništava barem neke od zaštićenih bakterija i može ih, zapravo, sve ubiti. Ali džepovi bakterija mogu ostati neotkriveni dugi niz godina. Kasnije, ako imunološki sustav oslabi, bolest može napredovati u sekundarni stadij jer se džepovi bakterija ponovno aktiviraju i razmnožavaju. Nadalje, bakterije mogu pobjeći iz tuberkula i krvotokom se prenijeti u druge dijelove tijela. Kad god pacijent oslabi, razboli se ili se loše hrani, bakterije se mogu aktivirati i razmnožavati, uzrokujući razbuktavanje bolesti.

Početni simptomi tuberkuloze, ako se pojave, slični su simptomima gripe. U sekundarnom stadiju bolesnik obično dobije groznicu, gubi na težini i osjeća se umorno. Ako je infekcija u plućima, kao što je uobičajeno, uzrokuje suhi kašalj koji na kraju proizvodi gnoj pun i krvlju prošaran sluz. U ovoj fazi bakterije se brzo razmnožavaju i uništavaju stanice zahvaćenog organa. Drugi stadij tuberkuloze može biti smrtonosan, osobito ako je uzrokovan sojem bakterija otpornim na više lijekova, a rezistentni sojevi postaju sve češći (obrađeno u poglavlju 13a).

Preživjeti prehladu

Jedino što je češće od prehlade su savjeti kako je liječiti. Ovdje ćemo ispitati valjanost nekih često predloženih tretmana za prehladu.

1. Uzimati velike doze vitamina C? Vitamin C neće spriječiti prehladu osim ako niste pothranjeni ili pod ekstremnim fizičkim stresom. Ipak, neki ljudi koji uzimaju vitamin C mogu imati manje teške ili kraće prehlade od ljudi koji ne uzimaju vitamin C.

2. Sisati pastile od cinka? Postoje neki dokazi da cink usporava replikaciju virusa, sprječava prianjanje virusa prehlade na nosne membrane i jača imunološki sustav.

3. Uzimati ehinaceju? Poznatu kao ljubičasti šišar, ehinaceju su stoljećima koristili oboljeli od prehlade. Međutim, znanstvene studije koje ispituju je li biljni lijek učinkovit u prevenciji ili liječenju prehlade dale su oprečne rezultate.

4. Uzeti antibiotik? Antibiotici nisu učinkoviti protiv virusa i ne mogu izliječiti prehladu. Nepotrebna uporaba antibiotika može uzrokovati nuspojave kao što je proljev i može dovesti do razvoja bakterijske rezistencije na lijek, kao što je objašnjeno u poglavlju 13a.

5. Ići u krevet? Mirovanje u krevetu omogućuje tijelu da prikupi svoje resurse i bori se protiv sekundarnih infekcija. Ostati kod kuće s prehladom također je društveno odgovoran jer pomaže u sprječavanju širenja virusa. Mirovanje u krevetu neće izliječiti vašu prehladu niti skratiti njezino trajanje.

6. Pojesti malo pileće juhe? Bake su odavno prepisivale pileću juhu za liječenje prehlade, a liječnici se konačno slažu da savjet ima neke vrijednosti. Kada ste prehlađeni, uvijek trebate konzumirati puno tekućine. Pomažu u otpuštanju sekreta u dišnim putevima i na taj način smanjuju začepljenost, omogućujući vam da lakše dišete. Vruće tekućine, poput pileće juhe, učinkovitije su od hladnih za povećanje protoka nosne sluzi.

Pitanja za razmatranje

• Mislite li da bi trebalo biti protuzakonito plasirati lijekove protiv prehlade koji nisu dokazano učinkoviti?

• Prehlada obično nije ozbiljna bolest. Treba li zaposlenicima zabraniti da uzimaju bolovanje zbog prehlade?

DOTS (Directly Opserved Therapy, kratki tečaj) je liječenje tuberkuloze koje preporučuje Svjetska zdravstvena organizacija. DOTS, koji nalaže da netko svjedoči kako pacijent s tuberkulozom svaki dan guta lijekove, postoji u većini većih gradova u Sjedinjenim Državama. Liječenje traje od 6 mjeseci do 2 godine (potonje, ako je prisutan soj otporan na više lijekova). Neuspjeh pacijenata da dovrše liječenje TB je ono što je dovelo do rezistentnih sojeva bakterije tuberkuloze. Je li DOTS pravedna ravnoteža zaštite javnosti i osobnih prava? Što misliš?

Virusi, bakterije ili kemijska iritacija mogu uzrokovati upalu sluznice bronha – stanje koje se naziva bronhitis. Upala rezultira proizvodnjom viška sluzi, što izaziva duboki kašalj koji proizvodi zelenkasto žutu sluz.

Postoje dvije vrste bronhitisa: akutni i kronični. Akutni bronhitis, koji često slijedi nakon prehlade, obično je uzrokovan samim virusom prehlade, ali ga mogu uzrokovati bakterije koje iskorištavaju smanjenu otpornost tijela i napadaju dušnik i bronhije. Antibiotik će ubrzati oporavak ako je uzrok bakterija.

Kada je kašalj koji dovodi do sluzi prisutan najmanje 3 mjeseca u svakoj od 2 uzastopne godine, stanje se naziva kronični bronhitis, ozbiljniji problem koji je obično povezan s pušenjem cigareta ili onečišćenjem zraka. Nekim osobama s kroničnim bronhitisom možda nedostaje enzim koji inače štiti zračne puteve od takvih iritansa. Kako bolest napreduje, disanje postaje sve teže, djelomično zato što se obloge zračnih tubula zadebljaju, sužavajući prolaz za zrak. Kontrakcija mišića u stijenkama bronhiola i prekomjerno lučenje sluzi dodatno ometaju zračne tubule.

Kronični bronhitis može imati ozbiljne posljedice. Degenerativne promjene u sluznici zračnih tubula otežavaju uklanjanje sluzi. Kao rezultat toga, veća je vjerojatnost da će pacijent razviti infekcije pluća kao što je upala pluća, koja može biti smrtonosna, i degenerativne promjene – poput emfizema – u plućima.

Emfizem je česta posljedica pušenja, iako ovo stanje može imati i druge uzroke. Kod emfizema, stijenke alveola se raspadaju i spajaju, čime alveole postaju sve manje i veće (slika 14.14). Ova promjena ima dva glavna učinka: smanjenje površine raspoložive za izmjenu plinova i povećanje volumena preostalog ili "mrtvog" zraka u plućima. Izdisaj je, sjećate se, pasivan proces koji ovisi o elastičnosti plućnog tkiva. Kod emfizema pluća gube tu elastičnost i zrak ostaje zarobljen u njima. Kako se mrtvi zračni prostor povećava, odgovarajuća ventilacija zahtijeva snažnije udisanje. Forsiranje zraka uzrokuje pucanje više alveolarnih stijenki, dodatno povećavajući mrtvi zračni prostor. Veličina pluća postupno se povećava kako preostali volumen zraka postaje veći, što osobi s emfizemom daje karakterističnu bačvastu prsnu košulju, ali izmjena plinova i dalje postaje teža jer se površina smanjuje, unatoč povećanju veličine pluća. Da biste dobili predodžbu o tome kakav je osjećaj slabe ventilacije pluća uzrokovane povećanim mrtvim zračnim prostorom, duboko udahnite, zatim samo lagano izdahnite i ponovite ovaj postupak nekoliko puta. Primijetite koliko brzo osjećate nedostatak kisika ako nastavite s vrlo plitkim udisajima zbog kojih su pluća gotovo potpuno ispunjena zrakom.

SLIKA 14.14. Usporedba (a) normalnih alveola i (b) alveola u osobe s emfizemom. Primijetite da kod emfizema dolazi do pucanja alveolarnih stijenki i smanjenja površine za izmjenu plinova, povećanja mrtvog zračnog prostora i zadebljanja alveolarnih stijenki.

Kratkoća daha, glavni simptom emfizema, rezultat je kako smanjene površine alveola tako i povećanog mrtvog zračnog prostora. Kako bolest napreduje, izmjena plinova postaje još teža jer se stijenke alveola zadebljaju vlaknastim vezivnim tkivom. Kisik koji dospijeva u alveole teško prolazi kroz vezivno tkivo i ulazi u krv. Dakle, osoba s emfizemom stalno zadiše u zrak.

Emfizem se može liječiti, ali se ne može izliječiti. Pušenje je najčešći uzrok emfizema, tako da je prvi korak u liječenju obično prestanak pušenja. Mogu se propisati lijekovi za širenje respiratornih zračnih tubula kako bi se olakšao protok zraka u pluća i iz pluća.Osim toga, može se primijeniti dodatni kisik kako bi se povećala količina kisika koja dolazi do pacijentovih tjelesnih stanica, što će ublažiti neke od simptoma emfizema.

Između 85% i 90% svih slučajeva raka pluća uzrokovano je pušenjem i stoga ih je moguće spriječiti. Rak pluća obično nema simptome sve dok nije prilično uznapredovao. Stoga se obično ne otkrije na vrijeme za izlječenje.

Progresija u rak pluća počinje kroničnom upalom pluća i obilježena je promjenama u stanicama sluznice dišnih putova. Ove promjene u stanicama često su uzrokovane udahnutim kancerogenima, uključujući one koji se nalaze u duhanskom dimu (više kemikalija koje se nalaze u duhanskom dimu — i respiratornim problemima koje oni uzrokuju — raspravlja se u eseju Health Issue, Pušenje i bolest pluća).

Kod nepušača, sluznica zračnih puteva ima bazalnu membranu koja leži ispod bazalnih stanica i jedan sloj trepetljastih stupčastih stanica. Kod pušača jedan od prvih znakova oštećenja je povećanje broja slojeva bazalnih stanica. Zatim, cilijarne stupaste stanice umiru i nestaju. Jezgre bazalnih stanica tada se počinju mijenjati kako se mutacije gomilaju, a stanice postaju neorganizirane. Ovo je početak raka. Konačno, nekontrolirana dioba stanica formira tumor (slika 14.15). Kada stanice raka probiju bazalnu membranu, mogu se proširiti na druge dijelove pluća i na ostatak tijela kroz proces koji se zove metastaze (vidi Poglavlje 21a).

SLIKA 14.15. Rak pluća. Tumor je svijetlo obojena čvrsta masa prikazana u gornjem dijelu pluća.

U ovom smo poglavlju razmatrali kako dišni sustav dobiva kisik koji nam je potreban za preživljavanje i oslobađa naše tijelo od ugljičnog dioksida. U sljedećem poglavlju ispitat ćemo još jednu funkciju vitalnu za život - probavu.

Pušenje i plućne bolesti

Pušenje je najveći pojedinačni uzrok bolesti, invaliditeta i smrti u našem društvu koji se može spriječiti. Zapravo, svaka kutija cigareta i reklama za cigarete u Sjedinjenim Državama moraju sadržavati upozorenje glavnog kirurga u kojem se navodi opasnost od duhanskog dima. Ipak, duhan, koji uzrokuje tjelesne ozljede kada se koristi točno kako je namijenjen, legalno je prodati svima koji imaju najmanje 18 godina.

Budući da je cilj pušenja unijeti dim u pluća, možemo očekivati ​​da će se tamo vidjeti neki od njegovih najštetnijih učinaka. Oštećenje dišnog sustava pušača je postupno i progresivno. Počinje kada dim ometa djelovanje dvaju mehanizama za čišćenje pluća — trepljica i makrofaga. Čak i prvih nekoliko udisaja cigarete usporava kretanje cilija, čineći ih manje učinkovitima u čišćenju krhotina iz zračnih prolaza. Pušenje cijele cigarete sprječava kretanje cilija sat vremena ili duže. Nastavkom pušenja nikotin i sumpor-dioksid u dimu paraliziraju cilije, a cijanid uništava cilijarne stanice.

Dim cigarete uzrokuje kroničnu upalu pluća pušača. Upala poziva makrofage, lutajuće stanice koje gutaju strane ostatke, u pluća u svrhu čišćenja plućnih površina. Ali, baš kao što dim paralizira cilije, on također paralizira makrofage, dodatno ometajući napore čišćenja. Kako cilije i makrofagi postaju manje učinkoviti, sve veće količine katrana i organizama koji uzrokuju bolesti ostaju unutar dišnog sustava. Kao rezultat toga, pušači cigareta provode više vremena bolesni u krevetu i svake godine izgube više radnih dana nego nepušači.

U isto vrijeme kada se cilije i makrofagi usporavaju, dim stimulira stanice koje luče sluz u sluznicama dišnih puteva. Posljedično, manji dišni putovi postaju začepljeni sluzom, što otežava disanje. U ovom trenutku, ako ne i prije, počinje “pušački kašalj”. Kašalj je zaštitni refleks, a u početku pušač kašlje samo zato što dim iritira zračne puteve. Međutim, kako se pušenje nastavlja i cilije postaju sve manje i manje sposobne uklanjati sluz i ostatke, jedini način da se materijal ukloni iz prolaza je kašalj. Kašalj je općenito gori ujutro, kada tijelo pokušava očistiti sluz koja se nakupila tijekom noći.

Postupno, upala i kongestija u plućima, uz stalnu iritaciju od dima, dovode do kroničnog bronhitisa, bolesti koju karakterizira uporan duboki kašalj koji stvara sluz. Zračni putevi postaju uski zbog zadebljanja njihovih obloga uzrokovanih ponavljanom infekcijom, nakupljanjem sluzi i kontrakcijom glatkih mišića u njihovim stijenkama. Protok zraka je ograničen, što rezultira nedostatkom daha i zviždanjem.

Emfizem, kod kojeg su stijenke alveola uništene, često je sljedeća faza u progresivnom oštećenju pluća. Dišni putovi i stijenke alveola gube elastičnost jer katran uzrokuje obrambene stanice tijela da luče destruktivne enzime. Posljedično, plućna tkiva više ne mogu apsorbirati povećanje tlaka koji prati kašalj, a nježne alveolarne stijenke pucaju poput mjehurića od sapunice. Sa sve više i više uništenih alveola, površina za izmjenu plinova se smanjuje, pa se manje kisika isporučuje u tijelo. Osim svih ovih negativnih učinaka na dišni sustav, pušenje je jedini glavni uzrok raka pluća, a uzrokuje i druge vrste raka. Zapravo, pušenje je odgovorno za 30% svih smrtnih slučajeva od raka.

Zdravstvene koristi ako prestanete pušiti su ogromne. Velik dio štete uzrokovane dimom je reverzibilan nakon što prestanete. Na primjer, rizik od raka pluća opada, iako nikada ne pada tako nisko kao razina za ljude koji nikada nisu pušili.

Pitanja za razmatranje

• Smatrate li da zabrana pušenja u zgradama krši prava pušača?

• Mnoge države drastično povećavaju porez na cigarete. Ova akcija povećava prihode i obeshrabruje nezdravo ponašanje. Smatrate li da je takav porez nepravedan jer cilja na određeni segment stanovništva?

• Koje korake biste mogli poduzeti da pomognete voljenoj osobi da prestane pušiti?

Isticanje koncepata

Strukture dišnog sustava (str. 267-273)

• Uloga dišnog sustava je izmjena kisika i ugljičnog dioksida između zraka i krvi. Kisik koji udišemo potreban je kako bi se povećao broj molekula ATP-a koje pohranjuju energiju nastale iz energije hrane. Izdisanje ugljičnog dioksida, otpadnog produkta nastalog istim reakcijama, pomaže u regulaciji kiselinsko-bazne ravnoteže tjelesnih tekućina.

• Prva struktura kroz koju obično prolazi udahnuti zrak je nos, koji služi za čišćenje, zagrijavanje i vlaženje ulaznog zraka.

• Sinusi su prostori ispunjeni zrakom u kostima lica koji također pomažu zagrijavanju i vlaženju zraka.

• Nakon izlaska iz nosa, udahnuti zrak prolazi kroz ždrijelo, odnosno grlo, a zatim kroz larinks ili govornu kutiju. Pokreti larinksa tijekom gutanja sprječavaju ulazak hrane u dišne ​​putove i pluća.

• Zračni putevi uključuju dušnik, koji se grana u bronhije, koji se granaju u različita vremena u plućima i na kraju tvore sve manje granaste tubule zvane bronhiole. Bronhiole završavaju na plućnim površinama za izmjenu plinova, alveolama. Svaka alveola je zračna vrećica tankih stijenki obavijena kapilarnom mrežom.

Mehanizam disanja (str. 273-275)

• Promjene tlaka u plućima, uzrokovane promjenama u veličini prsne šupljine, pomiču zrak u pluća i iz njih. Inspiracija se javlja kada se veličina prsne šupljine poveća, što uzrokuje pad tlaka u plućima ispod atmosferskog tlaka. Izdisanje nastaje kada se veličina prsne šupljine smanji, a tlak u plućima poraste iznad atmosferskog tlaka.

Prijenos plinova između pluća i stanica (str. 275-277)

• Kisik i ugljični dioksid se izmjenjuju između alveolarnog zraka i kapilarne krvi difuzijom duž gradijenta njihove koncentracije (parcijalnog tlaka). Kisik difundira iz alveola u krv, gdje se veže na hemoglobin unutar crvenih krvnih stanica i dostavlja se tjelesnim stanicama. Mala količina ugljičnog dioksida prenosi se u pluća otopljena u krvnoj plazmi ili vezana za hemoglobin. Većina se, međutim, transportira u pluća kao bikarbonatni ioni.

Respiratorni centri u mozgu (str. 277-278)

• Osnovni ritam disanja kontrolira inspiratorno područje unutar medule mozga. Neuroni unutar ovog centra prolaze kroz spontane napade aktivnosti. Kada su aktivni, šalju se poruke koje uzrokuju kontrakciju dijafragme i mišića prsnog koša. Kao rezultat toga, prsna šupljina se povećava u veličini i zrak se uvlači u pluća. Kada su inspiratorni neuroni neaktivni, mišići dijafragme i prsnog koša se opuštaju, a izdisaj se javlja pasivno. Također u meduli je područje izdisaja koje uzrokuje snažan izdisaj tijekom teškog disanja.

• Najsnažniji stimulans disanja je povećan broj vodikovih iona u krvi, koji nastaju iz ugljične kiseline kada se ugljični dioksid otapa u plazmi. Ekstremno niske razine kisika također povećavaju brzinu disanja.

Respiratorni poremećaji (str. 278-282)

• Prehladu i gripu uzrokuju virusi. Pneumonija je upala pluća (uzrokovana bakterijama ili virusima) koja uzrokuje da tekućina ispuni alveole i sužava bronhiole. Streptokokna upala grla je upala grla koju uzrokuje bakterija Streptococcus. Akutni bronhitis uzrokuje bakterija ili virus. Kronični bronhitis je trajna iritacija bronha. Emfizem je slom alveolarnih stijenki i time smanjenje površina za izmjenu plinova. Kronični bronhitis i emfizem obično su uzrokovani pušenjem ili onečišćenjem zraka. Primarni uzrok raka pluća je pušenje cigareta.

Pregled koncepata

1. Zašto moramo udisati kisik? str. 267

2. Pratite put zraka od nosa do pluća. str. 268

3. Kako se većina čestica i organizama koji uzrokuju bolesti uklanjaju iz udahnutog zraka prije nego što stigne u pluća? str. 268-269

4. Objasnite zašto hrana obično ne ulazi u donji dišni sustav kada gutate. str. 271

5. Kako se proizvodi ljudski govor? str. 271

6. Koja je funkcija hrskavičnih prstenova u dušniku? Što bi se dogodilo s dušnikom bez ovih prstenova? str. 272

7. Što je bronhijalno stablo? str. 272

8. Kako se stvaraju promjene tlaka u prsnoj šupljini koje su odgovorne za disanje? str. 273-274

9. Što je veći volumen zraka: plimni volumen ili vitalni kapacitet? Objasniti. str. 274-275

10. Kako se većina kisika transportira do tjelesnih stanica? str. 275

11. Kako se većina ugljičnog dioksida prenosi iz stanica u pluća? str. 276

12. Koja regija mozga uzrokuje osnovni ritam disanja? r. 277

13. Objasnite kako razine ugljičnog dioksida u krvi reguliraju brzinu disanja. str. 278

14. Koji su uzroci nedostatka zraka kod osoba s emfizemom? str. 280-281

15. Odaberite točnu tvrdnju.

a. Tijekom tihog disanja, izdisaj obično ne uključuje kontrakciju mišića.

b. Ekspiracija se događa kada se dijafragma i mišići rebara kontrahiraju.

s. Izdisanje se javlja kako se prsna (prsna) šupljina povećava.

d. Larinks djeluje poput usisne pumpe za uvlačenje zraka u pluća.

16. Trebali biste moći zadržati dah dulje nego što je normalno nakon hiperventilacije (brzo disanje neko vrijeme) jer hiperventilacija

a. smanjuje razinu kisika u krvi.

b. smanjuje razinu ugljičnog dioksida u krvi.

c. povećava razinu kisika u krvi.

d. povećava razinu ugljičnog dioksida u krvi.

17. Struktura specijalizirana za proizvodnju zvuka vašeg glasa je

18. Kod zdrave osobe većina čestica koje se udahnu u dišni sustav

a. zarobljeni su u sluzi i premješteni cilijama u ždrijelo (prema probavnom sustavu).

b. prolaze kroz alveole u krvožilni sustav, gdje ih progutaju bijele krvne stanice.

c. hvataju se za glasne žice.

d. su zarobljeni u sinusima.

a. smanjen je broj alveola.

b. razbijaju se hrskavični prstenovi u dušniku.

c. dijafragma je paralizirana.

d. epiglotis postaje manje pokretljiv

20. _____ je preklop koji prekriva dušnik kako bi spriječio ulazak hrane tijekom gutanja.

21. Enzim u crvenim krvnim stanicama koji reverzibilno pretvara ugljičnu kiselinu u bikarbonatne ione i vodikove ione je _____.

Primjena koncepata

1. Tatjana je mlada žena s anemijom zbog nedostatka željeza, pa njezina krv ne nosi dovoljno kisika. Biste li očekivali da će ovo stanje utjecati na njezinu brzinu disanja ili plimni volumen? Zašto ili zašto ne?

2. Dim cigarete uništava cilije u dišnom sustavu. Objasnite zašto je gubitak ovih cilija razlog zašto pušači cigareta gube više radnih dana zbog bolesti nego nepušači.

3. Rosa ima 4-godišnjeg sina Juana, koji prijeti da će zadržati dah dok mu ne da bombončić. Treba li biti zabrinuta zbog toga što Juan zadržava dah? Zašto?

4. Vincent ima napad astme. Tijekom napada astme bronhiole se sužavaju (sužavaju u promjeru). Ima li Vincent više poteškoća s udahom ili izdisajem? Zašto?

Postati informacijski pismen

Upotrijebite najmanje tri pouzdana izvora (knjige, časopise ili web stranice) da odgovorite na sljedeća pitanja. Navedite svaki izvor koji ste uzeli u obzir i objasnite zašto ste odabrali tri izvora koja ste koristili.

1. Učestalost dječje astme stalno se povećavala tijekom posljednjih nekoliko desetljeća. Koje su hipoteze predložene (najmanje tri) za objašnjenje ovog porasta astme? Koji dokazi podržavaju svaku hipotezu?

2. Studije su pokazale da pasivni dim cigareta može predstavljati zdravstveni rizik za nepušače u blizini. Mnoge državne i lokalne vlasti imaju zakone koji sprječavaju pušenje na javnim mjestima kako nepušači ne bi bili izloženi pasivnom pušenju. Iznesite barem dva argumenta za i dva protiv zakona koji zabranjuju pušenje na javnim mjestima. Zatim zauzmite stav za ili protiv takvih zakona i branite svoj stav.

3. Mnogi od onih koji su prvi odgovorili na mjesto kolapsa Svjetskog trgovinskog centra 11. rujna 2001. razvili su respiratorne probleme. Opišite neke od ovih respiratornih problema. Što se poduzima za liječenje ovih problema? Postoji li financijska pomoć za pogođene osobe kako bi im se pomoglo u plaćanju liječenja?

Ako ste nositelj autorskih prava za bilo koji materijal koji se nalazi na našoj stranici i namjeravate ga ukloniti, obratite se našem administratoru stranice za odobrenje.


Struktura mioglobina rafinirana pri rezoluciji 2·0 Å: I. Kristalografsko pročišćavanje metmioglobina iz kitova sperma

Struktura metmioglobina kitova sperma pročišćena je korištenjem novih podataka o intenzitetu na 2,0 Å prikupljenih na difraktometru s četiri kruga. Počevši od izvornih faznih kutova određenih izomorfnom zamjenom teškim atomima (Kendrew et al., 1960.) izračunata je karta elektronske gustoće, a atomski parametri su podvrgnuti pročišćavanju u stvarnom prostoru. Faze izvedene iz ovih poboljšanih atomskih parametara korištene su za izračunavanje nove karte gustoće elektrona, koja je poslužila kao osnova za sljedeće pročišćavanje stvarnog prostora. Nekoliko ciklusa ovog postupka dovelo je do R faktor 0·235. Locirani su C-terminalni ostaci i mnogi atomi u bočnim lancima koji nisu bili jasno definirani u izvornoj karti, kao i 82 molekule otapala, uključujući dva originalno opisana sulfatna iona.

Atom željeza je pomaknut za 0,40 Å od srednje ravnine hema i nalazi se na udaljenosti od 2,13 Å od N (ε) proksimalnog histidina. Najmanje dva od četiri pirolna prstena su nagnuta izvan ravnine hema, dok se točan nagib druga dva nije mogao odrediti. Hem je u van der Waalsovom kontaktu s 83 atoma globina (isključujući vodike). To uključuje tri velike skupine hidrofobnih bočnih lanaca, od kojih svaki ima dovoljno mjesta za stranu molekulu. Tercijarna struktura globina stabilizirana je mnogim vodikovim vezama između različitih spiralnih i ne-helikalnih segmenata, od kojih su mnogi prije opisani (Watson, 1969.).

Metmioglobin se razlikuje od α- i β-lanaca konjskog methemoglobina po orijentaciji hema i u nekoliko detalja tercijarne strukture globina, što nije iznenađujuće s obzirom da je broj homologija između mioglobina i α- i β -lanaca ima samo 32 odnosno 30 (Dayhoff, 1972).


Mitohondrijska biologija i Parkinsonova bolest

Mitohondriji su vrlo dinamične organele sa složenim strukturnim značajkama koje igraju nekoliko važnih staničnih funkcija, kao što je proizvodnja energije oksidativnom fosforilacijom, regulacija homeostaze kalcija ili kontrola programirane stanične smrti (PCD). S obzirom na njegovu bitnu ulogu u vitalnosti neurona, promjene u biologiji mitohondrija mogu dovesti do disfunkcije neurona i smrti stanice. Defekti u mitohondrijskom disanju dugo su bili uključeni u etiologiju i patogenezu Parkinsonove bolesti (PD). Međutim, uloga mitohondrija u PD proteže se i dalje od defektnog disanja i također uključuje poremećaje u mitohondrijskoj dinamici, što dovodi do promjena u mitohondrijskoj morfologiji, unutarstaničnom prometu ili kontroli kvalitete. Bilo da je primarni ili sekundarni događaj, mitohondrijska disfunkcija obećava kao potencijalni terapeutski cilj za zaustavljanje progresije dopaminergičke neurodegeneracije u PD.

Figure

Shematski prikaz kompartmentalizacije mitohondrija...

Shematski prikaz kompartmentalizacije mitohondrija. Mitohondrije su podijeljene u četiri odjeljka: vanjski…

Mitohondrijska DNK (mtDNA). ( A…

Mitohondrijska DNK (mtDNA). ( A ) MtDNA sisavaca je dvolančana kružna molekula...

Dinamika mitohondrija. ( A )…

Dinamika mitohondrija. ( A ) Mitohondrijska fuzija i fisija kontroliraju broj mitohondrija i…

Mitohondrijski ovisna apoptoza. Apoptoza može rezultirati…

Mitohondrijski ovisna apoptoza. Apoptoza može biti rezultat aktivacije dvije različite molekularne kaskade,…

Mitohondrijska disfunkcija u PD. Izmjene…

Mitohondrijska disfunkcija u PD. Promjene u nekoliko aspekata biologije mitohondrija bile su…


Kongestivno zatajenje srca (CHF)

Rani simptom kongestivnog zatajenja srca je umor. Dok je umor osjetljiv pokazatelj mogućeg temeljnog kongestivnog zatajenja srca, očito je nespecifičan simptom koji može biti uzrokovan mnogim drugim stanjima. Sposobnost osobe za vježbanje također se može smanjiti.

Što je kongestivno zatajenje srca?

Zatajenje srca opisuje nemogućnost ili zatajenje srca da zadovolji potrebe organa i tkiva za kisikom i hranjivim tvarima. Ovo smanjenje srčanog minutnog volumena, količine krvi koju srce pumpa, nije dovoljno za cirkulaciju krvi koja se vraća u srce iz tijela i pluća, što uzrokuje curenje tekućine (uglavnom vode) iz kapilarnih krvnih žila. To dovodi do simptoma koji mogu uključivati ​​otežano disanje, slabost i oticanje.

Razumijevanje protoka krvi u srcu i tijelu

Desna strana srca pumpa krv u pluća dok lijeva pumpa krv u ostatak tijela. Krv iz tijela ulazi u desni atrij kroz šuplju venu. Zatim se ulijeva u desna klijetka gdje se pumpa u pluća kroz plućnu arteriju, koja prenosi deoksigeniranu krv u pluća. U plućima se kisik puni u crvena krvna zrnca i vraća se u lijevog atrija srca preko plućnih vena. Krv tada teče u lijevu klijetku gdje se pumpa u organe i tkiva tijela. Kisik se preuzima iz crvenih krvnih stanica u različite organe dok se ugljični dioksid, otpadni produkt metabolizma, dodaje kako bi se uklonio u plućima. Krv se tada vraća u desnu pretkomoru kako bi ponovno pokrenula ciklus. Plućne vene su neobične po tome što nose krv zasićenu kisikom, dok plućna arterija nosi deoksigeniranu krv. Ovo je preokret dužnosti u odnosu na uloge vena i arterija u ostatku tijela.

Zatajenje lijevog srca nastaje kada lijeva klijetka ne može pumpati krv u tijelo i tekućina se vraća i curi u pluća uzrokujući otežano disanje. Zatajenje desnog srca nastaje kada desna klijetka ne može adekvatno pumpati krv u pluća. Krv i tekućina mogu se vratiti u vene koje dopremaju krv u srce. To može uzrokovati curenje tekućine u tkiva i organe.

Važno je znati da obje strane srca mogu nefunkcionirati u isto vrijeme i to se naziva biventrikularno zatajenje srca. To se često događa jer je najčešći uzrok zatajenja desnog srca zatajenje lijevog srca.

Koji su znakovi i simptomi kongestivnog zatajenja srca?

Kratkoća daha

Obilježje i najčešći simptom zatajenja lijevog srca je otežano disanje a može se pojaviti.

  1. Dok miruje
  2. Uz aktivnost ili napor
  3. dok leži ravno (ortopneja)
  4. Tijekom buđenja osobe iz sna (paroksizmalna noćna dispneja) ili
  5. Zbog nakupljanja tekućine (uglavnom vode) u plućima ili nemogućnosti srca da bude dovoljno učinkovito da pumpa krv u tjelesne organe kada je to potrebno u vrijeme napora ili stresa.

Bol u prsima

Zatajenje desnog srca, zatajenje lijevog srca ili oboje

  1. Osobe sa zatajenjem desnog srca propuštaju tekućinu u tkivo i organe koji isporučuju krv u desno srce kroz šuplju venu.
  2. Protutlak u kapilarnim krvnim žilama uzrokuje propuštanje vode u prostor između stanica i obično se tekućina može naći u najnižim dijelovima tijela.
  3. Gravitacija uzrokuje nakupljanje tekućine u stopalima i gležnjevima, ali kako se više tekućine nakuplja, može se povući i zahvatiti sve potkoljenice.
  4. Tekućina se također može nakupljati u jetri uzrokujući njeno oticanje (hepatomegalija) i unutar trbušne šupljine (ascites). i hepatomegalija može uzrokovati da se pacijent osjeća nadutosti, mučnine i bolova u trbuhu s osjećajem nadutosti.
  5. Ovisno o njihovoj osnovnoj bolesti i kliničkoj situaciji, pacijenti mogu imati simptome zatajenja desnog srca, zatajenja lijevog srca ili oboje.

Što uzrokuje kongestivno zatajenje srca?

Mnogi procesi bolesti mogu smanjiti učinkovitost pumpanja srca i uzrokovati kongestivno zatajenje srca. U Sjedinjenim Američkim Državama,. Najčešći uzroci kongestivnog zatajenja srca su:

Manje uobičajeni uzroci kongestivnog zatajenja srca uključuju:

U osoba s kongestivnim zatajenjem srca s temeljnom srčanom bolešću, uzimanje određenih lijekova moglo bi dovesti do razvoja ili pogoršanja plućne bolesti. Štoviše, lijekovi koji mogu uzrokovati zadržavanje natrija ili utjecati na snagu srčanog mišića. Primjeri takvih lijekova su često korišteni nesteroidni protuupalni lijekovi (NSAID), koji uključuju ibuprofen (Motrin i drugi) i naproksen (Aleve i drugi), kao i određene steroide, neki lijekovi za dijabetes tipa 2, na primjer, rosiglitazon ( Avandia) ili pioglitazon (Actos), te neki blokatori kalcijevih kanala (CCB).

SLIDESHOW

Koje su faze kongestivnog zatajenja srca?

New York Heart Association razvila je ljestvicu koja se obično koristi za određivanje funkcionalnih sposobnosti zatajenja srca.

Funkcionalna klasifikacija zatajenja srca New York Heart Association (NYHA).