Plíce ( latinsky pulmones , jinak řecky πνεύμων [1] ) jsou orgány dýchání vzduchu u lidí , všech savců , ptáků , plazů , většiny obojživelníků a také u některých ryb ( plínec , laločnatý a mnohoopeřený ).
Plíce jsou také nazývány dýchacími orgány u některých bezobratlých (u některých měkkýšů , holothurianů , pavoukovců ).
V plicích dochází k výměně plynů mezi vzduchem v plicním parenchymu a krví protékající plicními kapilárami .
Ruský název pro plíce je dán tím, že při řezání mršiny zvířete se vnitřnosti vloží do nádoby s vodou, plíce plavou na vodě a zbytek orgánů se potopí [2] . Jména v jiných slovanských jazycích pokračují Praslav. pluťe/pľuťe ( polsky płuca , česky plíce ), které je odvozeno ze stejného protoindoevropského kořene *pleu- „plavat“, což je lat. pulmo a jiné řečtiny. πνεύμων . Vnitřní podoba slova je zde téměř stejná jako u ruského slova – „to, co plave na vodě“ [3] [4] .
Mnoho lékařských a biologických termínů souvisejících s plícemi je odvozeno z latinského kořene pulmo- (například pulmonologie je obor, který studuje onemocnění plic) nebo z řeckého πνεύμω- (například zápal plic je zánět plic) .
U ryb, které mají plíce, jsou plíce dalším dýchacím orgánem a fungují spolu s orgány vodního dýchání – žábrami .
U plazů a ptáků jsou plíce umístěny v hrudní oblasti společné tělesné dutiny a u savců zabírají většinu speciální hrudní dutiny , která je ohraničena hrudníkem a oddělena od břišní dutiny břišní bariérou . Plíce jsou párové orgány: povrch plic je zvenčí pokryt viscerální pleurou - serózní membránou , která u savců a lidí také vystýlá hrudní dutinu a přední (u člověka horní) povrch břišní bariéry (parietální pohrudnice). Plíce neustále mění svůj tvar ( výlet plic ) v závislosti na fázi dýchání (nádech nebo výdech).
Ve stavbě plic suchozemských obratlovců lze pozorovat všechny přechody od vakovitých plic s hladkými stěnami (u konstantně žaberních obojživelníků, mnohopéřovitých) do plic, jejichž stěny mají složitou buněčnou a houbovitou strukturu. k přítomnosti v plicích četných výrůstků a jimi tvořených váčků - alveolů , které zvětšují dýchací povrch plic (u většiny savců). Plíce obratlovců tedy zahrnují hlavní průdušky (pravé a levé), které se dichotomicky dělí na menší průdušky. Jak se průdušky dělí, jejich průměr se zmenšuje: malé průdušky přecházejí do koncových (neboli koncových) průdušinek , za nimiž začíná dýchací část plic, která plní funkci výměny plynů. Alveoly (plicní váčky) jsou odděleny tenkými vazivovými přepážkami, ve kterých procházejí mimo jiné krevní kapiláry. Alveoly spolu komunikují přes drobné dírky – alveolární póry . Díky tomuto vzájemnému uspořádání stěn alveolů a kapilár je bariéra mezi krví a vzduchem extrémně tenká a nepřesahuje 0,5 mikronu. Zabraňuje pádu alveolů při výdechu a také je chrání před pronikáním mikroorganismů z vdechovaného vzduchu a uvolňováním tekutiny z krevních kapilár interalveolárních přepážek, speciální látka - povrchově aktivní látka , která pokrývá alveoly zevnitř. Povrchově aktivní látka obsahuje fosfolipidy , proteiny a glykoproteiny [5] .
Někteří bezobratlí mají orgány, nazývané také plíce, které nejsou homologní s plícemi obratlovců, ale jsou tvořeny invaginací z ektodermu . Mnoho primitivních bezobratlých se vyznačuje difúzí dýchacích plynů celým povrchem těla.
U plicních hlemýžďů se plášťová dutina změnila v plíci a otvor, kterým dutina hlemýžďů komunikuje s vnějším prostředím, lze uzavřít; na střeše plášťové dutiny je vyvinut hustý plexus cév. Žábry se u plicních plžů vyskytují jen výjimečně (ve formě sekundárních útvarů). Většina sladkovodních forem tedy dýchá atmosférický vzduch, a proto musí plži čas od času vystoupit na hladinu vody, aby se obnovil přísun vzduchu v dutině plicní.
U mnoha pavoukovců se pro výměnu atmosférických plynů používají párové orgány, tzv. plicní knihy [6] . Jejich struktura připomíná knihu, kde stránky jsou listy tkáně naplněné hemolymfou (tekutina, která u členovců hraje roli krve), tato struktura je uložena v plicním vaku ( atrium ), který komunikuje s vnější atmosférou prostřednictvím dýchání. díra ( stigma , nebo spiracle ) na spodní přední části břicha, někdy také na zadních segmentech cephalothoraxu . Mezery mezi pláty jsou vyplněny vzduchem, kyslík a oxid uhličitý difundují mezi hemolymfou a vzduchem přes povrch plátů. Většina druhů nevyžaduje k dýchání pohyb plic, výměna plynů probíhá pasivně. Plicní vaky jsou charakteristické pro pavouky (mají obvykle jeden pár těchto orgánů spolu s průdušnicemi) a štíry (až čtyři páry plicních vaků, průdušnice chybí). Zároveň mnoha pavoukovcům chybí plíce (dýchají pomocí průdušnice a/nebo povrchem těla), což vedlo k rozdělení celé třídy pavoukovců do dvou skupin : ) a nemají ( mezi ně patří např . klíšťata , nepraví štíři , palpigrades , ricinulei , senoseče , falangy ). Tento orgán existuje v téměř nezměněné podobě od devonského období , nachází se u fosilních pavoukovců ( trigonotarbid ) v nalezištích Rhynie Lines ve Skotsku, která se datují do doby před 410 miliony let [7] . Předpokládá se, že plicní vaky pavoukovců vznikly z končetin, „vtaženy“ do tělesné dutiny. Ve stejné době mají vodní chelicery ( vrápenci ) žaberní knihy , homologní s plicními knihami pavoukovců.
Plicník má vysoce specializovaný dýchací systém. Mají charakteristický rys v tom, že jejich plíce jsou spojeny s hrtanem a hltanem bez průdušnice. Zatímco jiné druhy ryb mohou dýchat vzduch pomocí upravených, vaskularizovaných plynových měchýřů [7], tyto měchýře jsou obvykle jednoduché vaky postrádající složitou vnitřní strukturu. Naproti tomu plíce plíce se dělí na mnoho menších vzduchových vaků, čímž se maximalizuje plocha dostupná pro výměnu plynů.
Většina druhů plicník má dvě plíce, s výjimkou australského plíce, který má pouze jednu. Plíce plicníka jsou homologní s plícemi tetrapodů. Stejně jako u tetrapodů a dvounožců se plíce rozprostírají od ventrálního povrchu jícnu a střev.
Prokrvení vody Z živých plicník může dýchat žábrami pouze plicník australský, aniž by potřeboval vzduch z plic. U jiných druhů jsou žábry příliš atrofované na to, aby zajistily dostatečnou výměnu plynů. Když plicník dostává kyslík ze žáber, jeho oběhový systém je podobný jako u normální ryby. Spirální chlopeň cone arteriosus je otevřená, bypassové arterioly třetího a čtvrtého větevního oblouku (které ve skutečnosti nemají žábry) jsou uzavřeny, arterioly druhého, pátého a šestého větevního oblouku jsou otevřené, ductus arteriosus mimo šestý arteriola je otevřená a plicní tepny jsou uzavřené. Když voda prochází přes žábry, plicník používá bukální pumpu. Průtok ústy a žábrami je jednosměrný. Průtok krve sekundárními lamelami jde proti proudu vody a udržuje konstantnější koncentrační gradient.
Perfuze vzduchu Při vdechování vzduchu se uzavře spirální chlopeň arteriálního kužele (minimalizuje promíchání okysličené a odkysličené krve), otevírá se třetí a čtvrtý žaberní oblouk, uzavírá se druhý a pátý žaberní oblouk (minimalizuje možnou ztrátu kyslíku přijatého v plicích přes žábry), kanálek šestá arteriola je uzavřen a plicní tepny jsou otevřené. Při dýchání vzduchu se šestá žábra stále používá při dýchání; deoxygenovaná krev ztrácí část oxidu uhličitého, když prochází žábrami, než se dostane do plic. Oxid uhličitý je totiž lépe rozpustný ve vodě. Proud vzduchu ústy je slapový, zatímco plícemi je obousměrný a pozoruje „rovnoměrnou“ difuzi kyslíku.
Dýchací orgány u obojživelníků jsou:
Většina druhů (kromě mloků bez plic a žab Barbourula kalimantanensis ) má plíce nepříliš velkého objemu, v podobě tenkostěnných váčků, opředených hustou sítí krevních cév. Každá plíce se otevírá samostatným otvorem do dutiny laryngeální průdušnice (ve které se nacházejí hlasivky, ústící štěrbinou do dutiny orofaryngeální). V důsledku změny objemu orofaryngeální dutiny se při snížení jejího dna dostává vzduch do orofaryngeální dutiny nosními dírkami. Když se dno zvedne, vzduch se vtlačí do plic. U ropuch adaptovaných na život v aridnějším prostředí dochází ke zrohovatění kůže a dýchání je prováděno především plícemi.
Plazi (neboli plazi ) se vyznačují sacím dýcháním roztahováním a stahováním hrudníku pomocí mezižeberních a břišních svalů. Vzduch, který vstupuje hrtanem, vstupuje do průdušnice - dlouhé dýchací trubice, která se na konci dělí na průdušky vedoucí do plic. Analogicky s obojživelníky mají plíce plazů vakovitou strukturu, i když jejich vnitřní struktura je mnohem složitější. Vnitřní stěny plicních vaků mají složenou buněčnou strukturu, která výrazně zvětšuje dýchací povrch. Někteří hadi mají tracheální plíce .
Vzhledem k tomu, že tělo zástupců této třídy obratlovců je pokryto šupinami, u plazů nedochází k kožnímu dýchání (výjimkou jsou želvy s měkkým tělem a mořští hadi ), jediným dýchacím orgánem jsou plíce.
Plíce zástupců třídy ptáků jsou uspořádány tak, že jimi prochází vzduch skrz a skrz. Při nádechu zůstává pouze 25 % vnějšího vzduchu přímo v plicích a 75 % jimi prochází a dostává se do speciálních vzduchových vaků . Při výdechu vzduch ze vzduchových vaků opět prochází plícemi, ale směrem ven a tvoří tzv. dvojité dýchání. Krev cirkulující v cévách plic je tedy neustále nasycena kyslíkem jak při nádechu, tak při výdechu [8] . V klidu pták dýchá roztahováním a stahováním hrudníku. Za letu, kdy pohybující se křídla potřebují pevnou oporu, zůstává hrudník ptáků prakticky nehybný a průchod vzduchu plícemi je dán expanzí a kontrakcí vzduchových vaků [9] . Čím rychlejší je mávající let, tím intenzivnější je dýchání. Když se křídla zvednou, natáhnou se a vzduch je nezávisle nasáván do plic a do vzduchových vaků. Při sklopení křídel dochází k výdechu a vzduch z vaků prochází plícemi [9] .
Dýchací systém ptáků je tedy charakterizován známkami adaptace na let, během nichž tělo potřebuje zvýšenou výměnu plynů . Tento orgánový systém u ptáků je považován za jeden z nejsložitějších mezi všemi skupinami zvířat [10] . Z hltanu vychází dlouhá průdušnice, která se v hrudní dutině dělí na dva průdušky. V místě bifurkace průdušnice je prodloužení - dolní hrtan, ve kterém jsou umístěny hlasivky; jeho stěny mají kostěné prstence. Dolní hrtan je hlasový aparát a je nejsilněji vyvinutý u ptáků, kteří zpívají a vydávají hlasité zvuky. Plíce ptáků jsou malého objemu, maloelastické a přiléhají k žebrům a páteři [11] . Vyznačují se tubulární strukturou a velmi hustou kapilární sítí. S plícemi je spojeno 5 párů vzduchových vaků - tenkostěnných, snadno roztažitelných výrůstků ventrálních větví velkých průdušek, umístěných mezi vnitřními orgány, mezi svaly a v dutinách trubkovitých kostí křídel. Tyto vaky hrají důležitou roli v procesu dýchání ptáků během letu [9] . Spolu s funkcí dýchání mají vzduchové vaky další funkce: odlehčují tělesnou hmotnost ptáka a spolu s velkými svalovými skupinami se podílejí na termoregulaci (odvádění přebytečného tepla) [11] .
Plíce se u většiny savců skládají z laloků, jejichž počet v pravé plíci (až 6 laloků) je vždy větší než v levé (až 3 laloky). Kostru (základ) plic tvoří průdušky. V plicích savců se hlavní bronchus (odcházející z průdušnice) dělí na vedlejší průdušky, které se zase rozpadají na stále menší průdušky 3. a 4. řádu a přecházejí v dýchací průdušky; tyto bronchioly končí tzv. alveolární bronchioly s jejich koncovými rozšířeními - alveoly . Bronchioly se svými větvemi tvoří lalůčky plic, oddělené od sebe vrstvami pojivové tkáně; díky tomu vypadají plíce savců jako hrozen.
Lidské plíce jsou párový dýchací orgán. Plíce jsou umístěny v hrudní dutině , v její levé a pravé polovině, po stranách omezují organokomplex mediastina ( srdce atd.). Mají tvar půlkužele , jehož základna leží na bránici a vrchol vyčnívá 1-3 cm nad klíční kost v oblasti ramenního pletence. Plíce mají konvexní žeberní povrch (někdy jsou na plicích otisky žeber ), konkávní brániční a mediastinální (mediastinální) povrch obrácený k mediastinálním orgánům. Všechny orgány umístěné uprostřed mezi plícemi (srdce, aorta a řada dalších krevních cév, průdušnice a hlavní průdušky, jícen , brzlík , nervy, lymfatické uzliny a vývody) tvoří mediastinum ( mediastinum ). Na mediastinálním povrchu obou plic je vybrání - brány plic. Zahrnují průdušky, plicní tepnu a dvě plicní žíly. Plicní tepna se větví paralelně s průduškami. Na mediastinální ploše levé plíce je dosti hluboká srdeční deprese a na předním okraji srdeční zářez. Zde se nachází hlavní část srdce - vlevo od střední čáry.
Pravá plíce má 3 laloky a levá má 2 laloky. Kostru plic tvoří větvené průdušky. Každá plíce je pokryta serózní membránou - plicní pleurou a leží v pleurálním vaku. Vnitřní povrch hrudní dutiny je pokryt parietální pleurou. Vně má každá pohrudnice vrstvu žlázových buněk (mezoteliocyty), které vylučují serózní pleurální tekutinu do pleurální dutiny (úzký štěrbinovitý prostor mezi listy pohrudnice).
Každý lalok plic se skládá ze segmentů - úseků parenchymu, připomínajících nepravidelný komolý kužel obrácený ke kořeni plic, z nichž každý je ventilován segmentálním bronchem a odpovídající větví plicní tepny . Bronchus a tepna zabírají střed segmentu a žíly, kterými se provádí odtok krve ze segmentu, jsou umístěny v přepážkách pojivové tkáně mezi sousedními segmenty. V pravé plíci je obvykle 10 segmentů (3 v horním laloku, 2 ve středním a 5 v dolním), v levé plíci - 8 segmentů (4 v horním a dolním laloku) [12] .
Plicní tkáň uvnitř segmentu se skládá z pyramidálních lalůčků (lobulů) 25 mm dlouhých , 15 mm širokých , jejichž základna směřuje k povrchu. Bronchus vstupuje do vrcholu lalůčku, který v něm postupným dělením tvoří 18-20 terminálních bronchiolů . Každý z nich končí strukturálním a funkčním prvkem plic - acinem . Acinus se skládá z 20-50 respiračních bronchiolů, rozdělených na alveolární vývody; stěny obou jsou hustě posety alveoly. Každý alveolární průchod přechází do terminálních úseků - 2 alveolárních vaků.
Alveoly jsou polokulovité výběžky a skládají se z pojivové tkáně a elastických vláken, lemované nejtenčím alveolárním epitelem a opletené hustou sítí krevních kapilár. V alveolech dochází k výměně plynů mezi krví a atmosférickým vzduchem. V tomto případě kyslík a oxid uhličitý procházejí procesem difúze z krevního erytrocytu do alveolů a překonávají celkovou difúzní bariéru z alveolárního epitelu, bazální membrány a stěny krevní kapiláry o celkové tloušťce do 0,5 μm v 0,3 s [13] . Průměr alveolů je od 150 mikronů u kojence do 280 mikronů u dospělého a 300-350 mikronů u starších osob. Počet alveolů u dospělého je 600-700 milionů, u novorozence - od 30 do 100 milionů. Plocha dýchacího povrchu plic se pohybuje od 30 m2 při výdechu do 100 m2 při hluboké inspiraci [ 14] 0,5–2,3 m² ).
Vzduch je tedy do alveol přiváděn stromovou strukturou - tracheobronchiálním stromem, počínaje průdušnicí a dále se větví do hlavních průdušek, lobárních průdušek, segmentálních průdušek, interlobulárních, lobulárních, intralobulárních průdušek, terminálních průdušek. Po průchodu koncovými bronchioly se vzduch dostává do dýchacích částí plic.
Průměrná výška pravé plíce u mužů je 27,1 cm , u žen 21,6 cm , zatímco výška levé plíce je 29,8 a 23 cm . Podle některých údajů byla průměrná hmotnost jedné normální plíce 374 ± 14 g a největší hmotnost byla 470 g [15] . Podle dalších měření provedených u většího počtu osob byla průměrná hmotnost pravé plíce muže 455 g, ženy 401 g, průměrná hmotnost levé plíce muže 402 g, ženy 342 g [16] . Celková kapacita se pohybuje od 1290 do 4080 ml a průměrně 2680 ml [1] :370,371 .
U dětí má plicní tkáň světle růžovou barvu. U dospělých plicní tkáň postupně tmavne vlivem vdechovaných částic uhlí a prachu , které se ukládají v pojivové tkáni plic.
Plíce jsou bohatě zásobeny smyslovými, autonomními nervy a lymfatickými cévami.
Při nádechu je tlak v plicích nižší než atmosférický tlak a při výdechu je vyšší, což umožňuje, aby se vzduch dostal do plic z atmosféry a zpět.
Normální klidný dech je spojen s činností svalů bránice a zevních mezižeberních svalů , pokud je dech intenzivní, napojují se některé další (pomocné) svaly trupu a krku, např. široký zádový sval , trapézové svaly , sternocleidomastoideus svaly a další. Při nádechu se bránice sníží, žebra se zvednou, vzdálenost mezi nimi se zvětší. K obvyklému klidnému výdechu dochází do značné míry pasivně, přičemž aktivně pracují vnitřní mezižeberní svaly a některé břišní svaly. K intenzivnímu výdechu dochází aktivně, za účasti přímých břišních svalů , iliokostálních svalů a dalších. Při výdechu se bránice zvedá, žebra se pohybují dolů, vzdálenost mezi nimi se zmenšuje [17] .
Existuje několik typů dýchání:
V místech připojení žeber k páteři jsou páry svalů připojeny jedním koncem k žebru a druhým k obratli. Ty svaly, které jsou připojeny k dorzální straně těla, se nazývají vnější mezižeberní svaly . Jsou umístěny přímo pod kůží. Když se stahují, žebra se pohybují od sebe, tlačí a zvedají stěny hrudní dutiny. Ty svaly, které se nacházejí na ventrální straně, se nazývají vnitřní mezižeberní svaly . Při jejich kontrakci se stěny hrudní dutiny posouvají, čímž se zmenšuje objem plic. Používají se při nuceném (aktivním) výdechu, protože normální výdech nastává pasivně díky elastické trakci plicní tkáně.
Břišní dýcháníBřišní nebo brániční dýchání se provádí zejména pomocí bránice. Membrána má při uvolnění kopulovitý tvar. S kontrakcí svalů bránice se kopule stává plochou, v důsledku čehož se zvětšuje objem hrudní dutiny a zmenšuje se objem břišní dutiny. Při uvolnění svalů zaujme bránice svou pružností, tlakovým spádem a tlakem orgánů umístěných v dutině břišní svou původní polohu.
Plná kapacita plic je 5000 ml , vitální kapacita (s maximálním nádechem a výdechem) je 3000-5000 ml i více [18] ; normální nádech a výdech je asi 400-500 ml (tzv. dechový objem ). Maximální hluboký nádech je asi 2000 ml vzduchu. Maximální výdech je také cca 2000 ml . Po maximálním výdechu zůstává v plicích asi 1500 ml vzduchu , který se nazývá zbytkový objem plic . Po klidném výdechu zůstává v plicích přibližně 3000 ml . Tento objem vzduchu se nazývá funkční reziduální kapacita (FRC) plic. Díky funkční zbytkové kapacitě plic v alveolárním vzduchu je zachován relativně konstantní poměr kyslíku a oxidu uhličitého, protože FRC je několikanásobně větší než dechový objem. Pouze asi 2⁄3 dechového objemu dosáhne do alveol; tato hodnota se nazývá objem alveolární ventilace . Diagnostický postup měření objemu plic ( spirometrie ) se provádí pomocí speciálního přístroje - spirometru , kterým prochází vzduch vydechovaný člověkem.
Dýchání je regulováno dýchacím centrem [19] . Některá receptivní pole se nacházejí v oblasti dýchacího centra na hranici mezi prodlouženou míchou a zadním mozkem . Receptory, kterými je regulováno dýchání, jsou umístěny na cévách ( chemoreceptory reagující na koncentraci oxidu uhličitého a v menší míře i kyslíku), na stěnách průdušek ( baroreceptory reagující na tlak v průduškách). Některá receptivní pole se nacházejí v karotickém sinu (spojení zevní a vnitřní krční tepny).
Také sympatický a parasympatický nervový systém může změnit lumen průdušek.
Kromě své hlavní funkce – výměny plynů mezi atmosférou a krví – plíce plní v lidském těle (a savcích) řadu dalších funkcí:
Dýchací orgány postihují aktinomykóza , aspergilóza , chřipka , kandidóza , akutní respirační infekce , tuberkulóza , syfilis a další infekce . Při AIDS se může vyvinout pneumocystóza .
Parazitární onemocnění postihující plíce - akaróza plic , alveokokóza , askarióza , metastrongylóza , paragonimóza , strongyloidóza , tominxóza , tropická plicní eozinofilie , schistosomóza , echinokokóza atd.
Z další patologie jsou to různé malformace plic (ageneze, aplazie, hypoplazie, vrozený lokalizovaný plicní emfyzém atd.), píštěle, pneumopatie, onkologická onemocnění ( rakovina plic , cysty ), dědičná onemocnění (například cystická fibróza ), atd. e. Poškození cév hrudní stěny může způsobit hemotorax a poškození plicní tkáně - pneumotorax .
Kouření , otravy výfukovými plyny, práce v nebezpečných odvětvích ( pneumokonióza ) predisponují k plicním onemocněním .
Viz také: bronchiální astma , bronchitida , cor pulmonale , zápal plic .
Lidské plíce jsou uloženy ve třetím týdnu nitroděložního vývoje . Čtvrtý týden se objeví dva bronchopulmonální pupeny, které se vyvinou do průdušek a plic. Bronchiální strom se tvoří od pátého týdne do čtvrtého měsíce. Ve čtvrtém nebo pátém měsíci jsou položeny respirační bronchioly , objevují se první alveoly a tvoří se acini . V době narození počet laloků, segmentů , laloků odpovídá počtu těchto útvarů u dospělého.
Vývoj plic však pokračuje i po narození. Během prvního roku života se bronchiální strom zvyšuje jeden a půl až dvakrát. Další období intenzivního růstu odpovídá pubertě . Vzhled nových větví alveolárních kanálků končí v období od 7 do 9 let, alveoly - od 15 do 25 let. Objem plic ve věku 20 let převyšuje objem plic novorozence 20krát. Po 50 letech začíná postupná věkem podmíněná involuce plic, která zesílí ve věku nad 70 let.
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Slovníky a encyklopedie |
| |||
|
lidský dýchací systém | |
---|---|
horních cest dýchacích | |
dolních cest dýchacích | |
Plíce | hlavní průdušky Průdušky Bronchiole acinus Alveolus |
Systémy lidských orgánů | |
---|---|