Gassutveksling – lunger og luftveier
Mennesket og andre pattedyr er relativt store organismer med celler som har høyt oksygenforbruk. Dette gjør at vi må hente ut store mengder oksygengass fra omgivelsene – og skille ut tilsvarende store mengder karbondioksid. Gassutvekslingssystemet og sirkulasjonssystemet samarbeider om denne oppgava. Gassutvekslingssystemet er i all hovedsak likt hos alle pattedyr. Det består av spesialiserte gassutvekslingsoverflater (lunger) og et rørsystem (luftveier) for transport av luft til og fra lungene.
Luftveiene
Lufta blir transportert til og fra lungene gjennom et rørsystem: luftveiene.
De øvre luftveiene
De øvre luftveiene består av nesehula, munnhula, svelget og strupehodet. I nesa og nesehula blir lufta renset, fuktet og varmet opp før den passerer videre gjennom svelget. Luftrør og spiserør skiller lag i strupen. Når vi svelger, vil strupelokket dekke over luftrøret, slik at mat og drikke ikke kommer inn i luftveiene.
De nedre luftveiene
De nedre luftveiene består av luftrøret og lungene. Luftrøret er bygget opp av bruskringer som forsterker luftrøret og holder det oppe. Luftrøret deler seg i to mindre rør, bronkier, som går inn i hver sin lunge. Der forgreiner bronkiene seg i mindre og mindre luftrør som kalles bronkioler.
Innsida av luftrøret, bronkiene og de største bronkiolene er dekket av slimproduserende epitel med flimmerhår. Støvpartikler og mikroorganismer blir fanget i slimet. Flimmerhårene børster slimet i retning av svelget, slik at vi kan kvitte oss med det ved å hoste.
Kjekt å vite
I biologien bruker vi ofte endingen -ole som benevnelse på en mindre versjon eller mindre del av en struktur. Noen eksempler: En bronkiole er en liten bronkie, en arteriole er en liten arterie, og en vakuole er en mindre del av ei plantecelle. Kan du komme på andre eksempler?
Bronkier og bronkioler har glatt muskulatur som blir brukt til å regulere diameteren på åpningen. Glatt muskulatur er muskulatur som ikke er viljestyrt. Jo mer muskulaturen slapper av, jo mer blir luftveiene åpnet opp. Kan du tenke deg en fordel – og en ulempe – ved å åpne opp luftveiene?
Bronkiolene leder luft inn i og ut av alveolene, der selve gassutvekslinga finner sted. Lungene har flere hundre millioner alveoler og et samlet overflateareal på størrelse med et stort klasserom. Alveolene er omgitt av elastiske fibre som gjør at alveolene kan utvides når vi puster inn, for deretter å minke i volum når vi puster ut. Hver alveol er omgitt av et nettverk av tynne blodårer (kapillarer). Både alveolene og kapillarene har bare et lag med tynne epitelceller. Diffusjonsavstanden i lungene er derfor svært kort, og sammen med den store overflaten for gassutveksling danner dette grunnlaget for et stort oksygenopptak.
Brysthula
Lungene ligger inne i brysthula, beskyttet av brystkassen. Der er de omgitt av to hinner. Den ene hinna er festet til lungeoverflata, mens den andre hinna er festet til innsida av brysthula. De to hinnene ligger tett inntil hverandre, bare adskilt av en tynn film med væske som fungerer som glidemiddel ved bevegelse. Tiltrekningskrefter mellom molekylene i væsken og hinna gjør at de to hinnene holdes sammen. Dette er viktig fordi det bidrar til at lungene (som er festet i den innerste hinna) følger bevegelsene til brysthula (som er festet til den ytterste hinna).