NKSE Coach

Andningsorganen

Från näsborre till alveol och vidare ut i blodet: hur luften konditioneras, hur bröstkorgen pumpar och hur syre och koldioxid faktiskt transporteras.

Öva på organen →

  1. Övre luftvägarna – luftens väg in

    Modulen börjar där luften kommer in i kroppen. Innan du kan förstå gasutbytet nere i alveolerna behöver du se vad som händer med luften på vägen dit: den värms, fuktas och renas. Titta särskilt efter hur näshålans form ökar kontaktytan, och hur svalget fungerar som en korsning mellan luftvägen och matvägen.

    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.

    Det här ska sitta kvar

    • Näshålans slemhinna värmer luften till kroppstemperatur och mättar den med vattenånga innan den når de nedre luftvägarna; vid munandning hoppas den konditioneringen till stor del över.
    • Näsmusslorna (conchae) skapar turbulens så att partiklar slungas mot den klibbiga slemhinnan i stället för att följa med luftströmmen nedåt.
    • Slemhinnans flimmerhår transporterar slem med infångade partiklar bakåt mot svalget, där det sväljs ned.
    • Svalget (pharynx) är gemensam väg för luft och föda. Vid sväljning fälls struplocket (epiglottis) ned över struphuvudets ingång så att bolus styrs till matstrupen.
    • Struphuvudet (larynx) rymmer stämbanden och är den trängsta passagen i övre luftvägen — därför får ett svullet larynx snabbt stora konsekvenser för luftflödet.
    • Luktreceptorerna sitter högst upp i näshålan, dit luften bara når i liten mängd vid vanlig andning. Det är därför man sniffar aktivt för att lukta bättre.

  2. Nedre luftvägarna och lungornas byggnad

    Nu följer luften vidare från struphuvudet ned i bronkträdet. Den här lektionen ger den anatomiska kartan som allt senare bygger på — särskilt skillnaden mellan ledande luftvägar och den yta där gasutbytet faktiskt sker. Lägg märke till hur väggen förändras när rören blir mindre: brosket försvinner och glatt muskulatur tar över.

    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.

    Det här ska sitta kvar

    • Luftstrupen (trachea) hålls öppen av hästskoformade broskringar. Baksidan mot matstrupen är mjuk och eftergivlig, vilket ger plats åt födobolus vid sväljning.
    • Höger huvudbronk är kortare, vidare och löper rakare nedåt än vänster — därför hamnar aspirerat material oftast i höger lunga.
    • Höger lunga har tre lober, vänster bara två, eftersom hjärtat tar plats i vänster bröstkorgshalva (incisura cardiaca).
    • Ju längre ned i bronkträdet, desto mindre brosk och desto mer glatt muskulatur. Det innebär att kalibern i de små luftvägarna regleras av muskeltonus, medan de stora hålls öppna mekaniskt.
    • Gasutbytet börjar först där alveoler sitter i väggen – i de respiratoriska bronkiolerna och vidare ut i alveolargångar och alveoler. Allt ovanför, från trachea ned till de terminala bronkiolerna, är anatomiskt dött rum där luft bara transporteras.
    • Alveolerna är omspunna av kapillärnät och blod-luft-barriären är tunnare än en mikrometer (storleksordningen 0,5 µm), vilket gör diffusionsavståndet mycket kort.

  3. Ventilation – hur luften pumpas in och ut

    Anatomin är på plats, nu ska luften röra sig. De två filmerna hör ihop och tar dig från grundprincipen – tryckskillnad skapar flöde – till andningsmusklerna och lungvolymerna. Håll fokus på ordningen: musklerna ändrar volymen först, trycket ändras som följd, och luften rör sig sist.

    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.
    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.

    Det här ska sitta kvar

    • Inandning är alltid en aktiv muskelhandling: diafragman plattas ut och de yttre intercostalmusklerna lyfter revbenen så att bröstkorgens volym ökar.
    • När volymen ökar sjunker trycket i alveolerna under atmosfärstrycket, och luft strömmar in tills trycken utjämnats (Boyles lag: större volym ger lägre tryck).
    • Utandning i vila är passiv och drivs av lungvävnadens och bröstkorgens elastiska återfjädring — inga muskler behöver dra ihop bröstkorgen.
    • Vid ansträngd andning kopplas hjälpmuskler in: halsmuskler lyfter bröstkorgen vid inandning, bukmusklerna pressar upp diafragman vid utandning.
    • Av en tidalvolym på cirka 500 ml stannar ungefär 150 ml kvar i döda rummet. Den alveolära ventilationen är därför alltid mindre än minutvolymen, och långsamma djupa andetag ger mer alveolär ventilation än snabba ytliga med samma minutvolym.
    • Surfaktant från alveolernas typ II-celler sänker ytspänningen i vätskefilmen, vilket hindrar små alveoler från att kollapsa in i större och gör lungan lätt att blåsa upp.

  4. Lungsäckens undertryck och tryckenheterna

    Varför följer lungan med när bröstkorgen vidgar sig, trots att den inte sitter fast i bröstkorgsväggen? Svaret är undertrycket i lungsäcken, och den första filmen illustrerar det steg för steg. Den andra filmen reder ut tryckenheterna, som du behöver ha klara för dig innan partialtryck och gasutbyte tas upp i nästa lektion.

    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.
    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.

    Det här ska sitta kvar

    • Lungsäcken har två blad: det viscerala sitter på lungan, det parietala på bröstkorgsväggen. Mellan dem finns bara en tunn vätskefilm som gör att de kan glida mot varandra men inte dras isär.
    • Lungan strävar hela tiden efter att dra ihop sig, bröstkorgen efter att fjädra utåt. Dragkampen ger ett tryck i pleuraspalten som är lägre än både alveoltrycket och atmosfärstrycket.
    • Det är detta undertryck som håller lungan utspänd och gör att den följer med bröstkorgens rörelse — kopplingen är hydraulisk, inte mekanisk fastsättning.
    • Om spalten öppnas mot atmosfären utjämnas trycket, kopplingen bryts och lungan faller ihop (pneumothorax) medan bröstkorgen fjädrar utåt.
    • Undertrycket blir mer negativt under inandning, vilket samtidigt underlättar det venösa återflödet till hjärtat.
    • Tryck i fysiologin anges relativt atmosfärstrycket, inte absolut. Räkna om mellan enheterna: 1 kPa motsvarar cirka 7,5 mmHg, och atmosfärstrycket är ungefär 101 kPa eller 760 mmHg.

  5. Gasutbyte i alveolen och syrets transport

    Här går luften över i blod. De två filmerna hänger ihop: först varför gaser rör sig alls över alveolarväggen, sedan hur syret faktiskt fraktas vidare. Nyckelbegreppet är partialtryck – varje gas rör sig efter sitt eget tryck, oberoende av de andra. Följ noga hur lite syre som transporteras löst och hur mycket hemoglobinet står för.

    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.
    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.

    Det här ska sitta kvar

    • Gaser diffunderar efter sitt eget partialtryck, från högre till lägre, oberoende av vad de andra gaserna i blandningen gör.
    • Alveolluften har lägre syrepartialtryck än den inandade luften. Tre skäl: den inandade luften mättas med vattenånga, den späds ut med den luft som redan finns kvar i alveolerna (bara en mindre del byts ut per andetag), och syre tas hela tiden upp av blodet samtidigt som koldioxid tillförs.
    • Diffusionen går snabbt eftersom avståndet är kort och ytan enorm; koldioxid diffunderar dessutom betydligt lättare än syre trots mindre tryckskillnad.
    • Endast någon enstaka procent av syret transporteras löst i plasma. Nästan allt binds till järnet i hemoglobinets fyra hemgrupper.
    • Syremättnadskurvan är S-formad. Platån överst gör att mättnaden hålls hög även när partialtrycket sjunker en bit; den branta delen gör att syret släpps lätt när trycket är lågt i vävnaden.
    • Kurvan förskjuts åt höger av lågt pH, hög temperatur, högt koldioxidtryck och 2,3-DPG. Hemoglobinet lämnar då ifrån sig mer syre — precis där en arbetande vävnad behöver det.

  6. Koldioxidtransporten och kopplingen till pH

    Sista delen av gastransportserien vänder på flödet: koldioxid från vävnaden tillbaka till alveolen. Poängen är att koldioxid inte bara är en avfallsgas utan också en syra när den löser sig i vatten. Titta efter reaktionen i den röda blodkroppen och hur samma reaktion går baklänges i lungkapillären.

    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.

    Det här ska sitta kvar

    • Koldioxid transporteras på tre sätt: merparten som bikarbonat i plasma, en del bundet till hemoglobinets proteindel som karbaminohemoglobin, och en mindre del löst.
    • Enzymet karbanhydras i de röda blodkropparna gör om koldioxid och vatten till kolsyra, som sönderfaller till vätejon och bikarbonatjon. I lungkapillären går reaktionen åt andra hållet och koldioxid frigörs.
    • Vätejonerna buffras av hemoglobin medan bikarbonatjonerna byts ut mot kloridjoner över erytrocytmembranet (kloridskiftet), så att reaktionen kan fortsätta.
    • Eftersom koldioxid bildar syra styr ventilationen direkt blodets pH: ökad ventilation vädrar ut koldioxid och höjer pH, minskad ventilation gör tvärtom.
    • Avsyresatt hemoglobin binder koldioxid och vätejoner bättre än syresatt (Haldane-effekten), vilket gör upptaget i vävnaden effektivare precis där syret lämnats av.

  7. Andningsregleringen – vad som styr andetagen

    Modulen avslutas med styrsystemet. Nu vet du hur ventilationen fungerar mekaniskt och vad som händer med gaserna i blodet — här kopplas de ihop i en återkoppling. Den viktigaste behållningen är vilken gas som normalt styr andningen, för svaret är inte det man gissar först.

    Film av Agne Paulsson, Högskolan Kristianstad. Öppna på YouTube. Inget laddas från YouTube förrän du klickar.

    Det här ska sitta kvar

    • Andningsrytmen genereras automatiskt av neurongrupper i förlängda märgen och pons. Viljemässig kontroll kan överstyra rytmen en kort stund, men bara tills de kemiska signalerna tar över igen.
    • De centrala kemoreceptorerna i förlängda märgen känner av pH-förändringar i likvor, orsakade av koldioxid som diffunderar över blod-hjärnbarriären. Det är alltså stigande koldioxid, inte syrebrist, som normalt driver upp ventilationen.
    • De perifera kemoreceptorerna i carotis- och aortakropparna reagerar på lågt syrepartialtryck i artärblodet, men slår till först när trycket sjunkit påtagligt.
    • Sträckreceptorer i luftvägarnas väggar bromsar fortsatt inandning vid stora andetag (Hering-Breuer-reflexen) och skyddar lungan från översträckning.
    • Andningen påverkas också av kroppstemperatur, smärta och signaler från arbetande muskler och leder, vilket förklarar varför ventilationen ökar redan när ett arbete påbörjas.
    • Kraftig hyperventilation före en ansträngning vädrar ut koldioxid och släcker tillfälligt andningsdriften, utan att lagra något nämnvärt extra syre — syrelagret sitter i hemoglobinet, som redan är nästan mättat.

Testa dig själv

10 frågor om andningsorganen. Svaren sparas inte — det här är till för dig, inte för statistiken.

  1. Varför hamnar aspirerat främmande material oftast i höger lunga?
  2. Vad händer om lungsäcksspalten öppnas mot atmosfären?
  3. Varför är utandningen i vila passiv?
  4. En person andas 500 ml per andetag, 12 gånger per minut. Varför är den alveolära ventilationen mindre än 6 liter per minut?
  5. Vilken funktion har surfaktanten i alveolerna?
  6. Vad innebär en högerförskjutning av syremättnadskurvan?
  7. Vad är den signal som normalt driver upp ventilationen i vila?
  8. Hur transporteras merparten av koldioxiden i blodet?
  9. Varför diffunderar syre från alveolen in i lungkapillären?
  10. Vad händer i blodet vid kraftig hyperventilation?