Keuhkot tarjoavat suuren pinta-alan kehon sisäisen nesteympäristön ja ulkoisen kaasumaisen ympäristön välillä.
Veren määrä keuhkokapillaareissa on noin 0,5 litraa (1 pintaa) fyysisen aktiivisuuden aikana yhden sekunnin aikana.
Normaali keuhkotuuletuksen säätely ylläpitää suotuisia alveolaarisia happi- ja hiilidioksidipitoisuuksia, mikä varmistaa riittävän ilmanvaihdon keuhkojen läpi virtaavalle verelle.
Fickin diffuusiolaki määrää kaasujen liikkumisen nestemäisen kalvon läpi.
Surfaktantti on lipoproteiiniseos, jota erittyy keuhkokudoksessa ja joka vähentää pintajännitystä alveolaarikalvon ja ympäröivien kudosten välillä.
Keuhkojen ilmavirtaus riippuu pienistä paine-eroista ulkoilman ja keuhkojen sisäisen ilman välillä.
Keuhkojen tilavuudet vaihtelevat iän, sukupuolen ja kehon koon (erityisesti pituuden) mukaan, ja niitä tulisi arvioida vain suhteessa näille muuttujille vahvistettuihin normeihin.
RLV (Residual Lung Volume) edustaa ilmaa, joka jää keuhkoihin maksimaalisen uloshengityksen jälkeen; se mahdollistaa keskeytymättömän kaasujen vaihdon hengityssyklin aikana.
FEV (Forced Expiratory Volume) ja MVV (Maximum Voluntary Ventilation) mittaavat dynaamisesti kykyä ylläpitää korkeaa ilmavirtausnopeutta.
Keuhkojen toimintamittaukset ovat erinomaisia seulontatestejä keuhkosairauksien havaitsemiseksi.
Staattiset ja dynaamiset keuhkojen toiminnan arvioinnit, jotka ovat normaaliarvojen sisällä, ennustavat heikosti aerobista kuntoa ja suorituskykyä rasituksessa.
Hengitystiheys ja TV (Tidal Volume) määrittävät keuhkojen minuuttiventilaation.
Minuuttiventilaatio on keskimäärin 6 litraa minuutissa levossa ja voi nousta 200 litraan minuutissa maksimaalisen ponnistuksen aikana.
Alveolaarinen ventilaatio heijastaa minuuttiventilaation osaa, joka pääsee alveoleihin kaasujen vaihtoa varten veren kanssa.
Ventilaatio-perfuusiosuhde heijastaa alveolaarisen minuuttiventilaation ja keuhkoverenkierron välistä yhteyttä.
Levossa alveolaarinen ventilaatio 0,8 litraa vastaa jokaista keuhkoverenkierron litraa.
Intensiivisen fyysisen aktiivisuuden aikana alveolaarinen ventilaatio kasvaa suhteettomasti keuhkoverenkiertoon nähden, mikä nostaa ventilaatio-perfuusiosuhteen arvoon 5,0.
TV (Tidal Volume) kasvaa fyysisen aktiivisuuden aikana tunkeutumalla IRV:hen (Inspiratory Reserve Volume) ja ERV:hen (Expiratory Reserve Volume).
Intensiivisen harjoittelun aikana TV vakiintuu noin 60 %:iin VC:stä (Vital Capacity); minuuttiventilaatio kasvaa edelleen hengitystiheyden kasvun myötä.
Hyperventilaatio viittaa lisääntyneeseen keuhkotuuletukseen, joka ylittää aineenvaihdunnan kaasujen vaihdon tarpeet.
Valsalvan manööveri kuvaa pakotettua uloshengitystä suljettua äänirakoa vasten, mikä aiheuttaa suuria paineen nousuja rinta- ja vatsaonteloissa, jotka puristavat rintakehän laskimoita ja vähentävät laskimopaluuta sydämeen.
Rasittava lihastyö, joka tyypillisesti seuraa Valsalvan manööveriä, nostaa tilapäisesti verenpainetta ja lisää sydämen työtaakkaa.
Sydän- ja verisuonitautia sairastavien tulisi välttää raskasta painonnostoa ja pitkäkestoisia isometrisiä lihastoimintoja, koska niillä on haitallinen vaikutus sydämen työtaakkaan.
Kylmän ulkoilman hengittäminen ei normaalisti vahingoita hengitysteitä.
Keskeiset Termit
Alveolaarinen minuuttiventilaatio: Hengitetty ilma, joka osallistuu alveolaariseen kaasujen vaihtoon.
Anatominen kuollut tila: Sisäänhengitetyn ilman tilavuus, joka täyttää ylempien hengitysteiden ei-diffundoituvat johtavat osat, joissa ei ole alveoleja ja jotka eivät siksi osallistu kaasujen vaihtoon.
Bronkiolit: Pienemmät ilmatietiehyet, jotka haarautuvat keuhkoputkista ja johtavat sisäänhengitettyä ilmaa mutkaisen, kapean reitin läpi sekoittumaan alveolitiehyissä olevaan ilmaan.
Johtava vyöhyke: Ylähengitysteiden alue, johon kuuluvat henkitorvi ja terminaaliset bronkiolit ja jossa ei ole alveoleja kaasujen vaihtoa varten.
Pallea: Suuri, kupolinmuotoinen poikkijuovainen lihaskudoskerros, joka erottaa rinta- ja vatsaontelon.
Hengenahdistus (Dyspnea): Kohtuuton hengenahdistus tai subjektiivinen hengitysvaikeus.
Uloshengityksen varatila (ERV): Suurin ilmamäärä, joka voidaan uloshengittää keuhkoista normaalin uloshengityksen jälkeen.
FEV1: Uloshengitetty ilmamäärä mitattuna 1 sekunnin aikana.
Fickin diffuusiolaki: Toteaa, että kaasu tai liuos liikkuu passiivisesti korkeammasta pitoisuudesta matalampaan pitoisuuteen pitoisuusgradientin yli.
Uloshengityksen pakotettu tilavuus (FEV): Ilmamäärä, joka siirtyy maksimaalisesta sisäänhengityksestä maksimaaliseen uloshengitykseen ilman aikarajaa.
Pakotettu vitaalikapasiteetti (FVC): Kokonaisilmamäärä, joka siirtyy vapaaehtoisesti yhdellä hengityksellä täydestä sisäänhengityksestä täyteen uloshengitykseen.
Kaasujen vaihtoalue: Keuhkojen alue, joka erottaa veren ympäröivästä alveolaarisesta kaasumaisesta ympäristöstä.
Hyperventilaatio: Keuhkotuuletus, joka ylittää hapenoton ja hiilidioksidin poiston tarpeet aineenvaihdunnassa.
Inspiraatio: Ilman ottaminen keuhkoihin, jossa pallealihas supistuu, litistyy ja liikkuu alaspäin kohti vatsaonteloa luoden paine-eron ilman sisäänvirtaukselle.
Sisäänhengityksen varatila (IRV): Ylimääräinen 2,5–3,5 litran tilavuus sisäänhengitetyn vuoroilman yläpuolella, joka edustaa varakykyä sisäänhengitykselle.
Sisäiset kylkivälilihakset ja vatsalihakset: Lihakset, jotka vaikuttavat voimakkaasti kylkiluihin ja vatsaonteloon vähentäen rintakehän mittoja, jotta uloshengitys olisi nopeaa ja laajempaa.
Keuhkopaine (Intrapulmonic pressure): Paine keuhkojen sisällä, joka vaihtelee sisäänhengityksen (alhaisempi kuin ilmakehän) ja uloshengityksen (korkeampi kuin ilmakehän) välillä.
Keuhkojen komplianssi (Lung compliance): "Jäykkyys", jonka rintakehän ja keuhkokudoksen mekaaniset ominaisuudet aiheuttavat muodonmuutokselle hengityksen aikana.
Suurin vapaaehtoinen ventilaatio (MVV): Suurin ilmamäärä, joka liikkuu syvällä ja nopealla hengityksellä, yleensä 15 sekunnin ajan.
Minuuttiventilaatio: Ilmamäärä, joka hengitetään joka minuutti.
Fysiologinen kuollut tila: Alveolitilavuus, jonka ventilaatio-perfuusiosuhde lähestyy nollaa.
Kohnin huokoset: Pienet reiät vierekkäisissä alveoleissa kollateraalista ventilaatiota varten.
Keuhkojen respiraatio (Pulmonary respiration): Keuhkojen tuuletus, joka johtaa hapenottoon ja hiilidioksidin poistoon veren kaasujen homeostaasin ylläpitämiseksi.
Keuhkotuuletus (Pulmonary ventilation): Ympäröivän ilman siirtäminen ja vaihtaminen keuhkoissa olevan ilman kanssa.
Jäännöstilavuus (Residual lung volume, RLV): Ilmamäärä, joka jää keuhkoihin mahdollisimman syvän ja voimakkaan uloshengityksen jälkeen.
Scalenius- ja ulkoiset kylkivälilihakset: Sisäänhengityslihakset, jotka vaikuttavat kylkiluihin, aiheuttaen niiden kiertymisen ja nousemisen ylös ja poispäin kehosta lisäten rintakehän mittoja, mikä aiheuttaa ilman sisäänvirtauksen.
Pintajännitys (Surface tension): Vastustava voima, joka syntyy nesteen pinnalla kosketuksessa kaasun, rakenteen tai toisen nesteen kanssa.
Surfactantti: Kostutusaine, jota alveolaariset epiteelisolut tuottavat vähentämään pintajännitystä keuhkojen helpompaa täyttymistä varten.
Vuoroilma (Tidal volume, TV): Ilmamäärä, joka liikkuu joko jokaisen hengityssyklin sisään- tai uloshengitysvaiheen aikana.
Keuhkojen kokonaistilavuus (Total lung capacity): Jäännöstilavuus plus henkäysvoima.
Henkitorvi (Trachea): Hengityselimistön osa, jossa sisäänhengitetty ilma sopeutuu kehon lämpötilaan ja suodatetaan ja kostutetaan lähes kokonaan.
Siirtymä- ja hengitysvyöhykkeet: Alue, joka koostuu keuhkoputkista, alveolitiehyistä ja alveoleista.
Valsalvan manööveri: Pakotettu uloshengitys suljettua äänirakoa vasten, mikä aiheuttaa huomattavan nousun rintakehän sisäisessä paineessa.