Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

22.2: Nefes Alma
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Breathing
 
TRANSCRIPT

22.2: Breathing

22.2: Nefes Alma

The process of breathing, inhaling and exhaling, involves the coordinated movement of the chest wall, the lungs, and the muscles that move them. Two muscle groups with important roles in breathing are the diaphragm, located directly below the lungs, and the intercostal muscles, which lie between the ribs. When the diaphragm contracts, it moves downward, increasing the volume of the thoracic cavity and creating more room for the lungs to expand. When the intercostal muscles contract, the ribs move upward and the rib cage expands, similarly expanding the thoracic cavity.

Each lung is surrounded by two membranes called plurae, which are separated by fluid. This fluid creates an adhesive force that causes the lungs to stretch as the thoracic cavity expands. The increased volume in the lungs reduces the pressure. When the pressure drops below atmospheric pressure, this produces a pressure gradient that moves air from the higher-pressure atmosphere into the lower-pressure lungs.

When the diaphragm and intercostal muscles relax, the volume of the lungs decreases, increasing the pressure in the lungs. As pressure increases beyond atmospheric pressure, the resulting pressure gradient pushes air out of the body. In this way, the cycle of inhaling and exhaling is maintained.

Pressure-Volume Relationship

Boyle’s law states that, at a given temperature in a closed space, the pressure of a gas increases as the volume of its container decreases. Stated differently, pressure is inversely proportional to the volume. This law, combined with the movement of gas from higher-pressure to lower-pressure areas, explains why air is brought into the lungs when the diaphragm contracts.

How Do Lungs Increase in Volume?

The diaphragm contracts, moving downward and increasing the thoracic volume, but how does this increase the volume of the lungs? While bronchi and bronchioles are stiff and do not expand (although they can become blocked or inflamed), alveoli, tiny air sacs in the lungs, allow the lungs to increase in volume.

Restrictive vs. Obstructive Diseases

Pulmonary diseases decrease the flow of gas to and from the lungs and can be divided into two categories: restrictive and obstructive. Restrictive diseases, such as pulmonary fibrosis (scarring of the lung), restrict the expansion of the lungs. Obstructive diseases, like asthma, emphysema, and chronic bronchitis, obstruct the airway, limiting gas exchange.

Surfactant

The inner surfaces of alveoli are lined with fluid that contains surfactant, a mixture of phospholipids and lipoproteins. Surfactant reduces the surface tension of the alveolar fluid, preventing alveoli from collapsing and making it easier for alveoli to inflate with air.

Premature babies sometimes do not produce enough surfactant in their lungs, causing respiratory distress syndrome (RDS). Without sufficient surfactant, it takes a lot of energy to keep the alveoli open and filling repeatedly with air, making it difficult for babies with RDS to breath.

Nefes alma süreci, teneffüs ve nefes, göğüs duvarının koordine hareket içerir, akciğerler, ve onları hareket kasları. Nefes önemli rolleri olan iki kas grubu diyafram, akciğerlerin hemen altında bulunan, ve interkostal kaslar, kaburga arasında yalan. Diyafram büzüldüğünde, aşağı doğru hareket eder, göğüs boşluğunun hacmini arttırır ve akciğerlerin genişlemesi için daha fazla alan oluşturur. Interkostal kaslar sözleşme zaman, kaburga yukarı hareket ve göğüs kafesi genişletir, benzer torasik kavite genişleyen.

Her akciğer, sıvı ile ayrılan plurae adı verilen iki zarla çevrilidir. Bu sıvı, göğüs boşluğu genişledikçe akciğerlerin esnemesine neden olan bir yapışkan kuvvet oluşturur. Akciğerlerde artan hacim basıncı azaltır. Basınç atmosfer basıncının altına düştüğünde, bu düşük basınçlı akciğerlere yüksek basınç atmosferinden hava yığan bir basınç gradyanı üretir.

Diyafram ve interkostal kaslar gevşediğinde, akciğerlerin hacmi azalır, akciğerlerde basınç artan. Basınç atmosfer basıncının ötesinde arttıkça, ortaya çıkan basınç gradyanı havayı gövdedışına iter. Bu şekilde, teneffüs ve nefes döngüsü korunur.

Basınç-Hacim İlişkisi

Boyle yasasına göre, kapalı bir alanda belirli bir sıcaklıkta, kabının hacmi azaldıkça gazın basıncı artar. Farklı olarak ifade edilen basınç, hacimle ters orantılıdır. Bu yasa, gazın yüksek basınçtan düşük basınçlı bölgelere taşınmasıile birleştiğinde, diyafram büzüldüğünde havanın akciğerlere neden getirildiğini açıklar.

Akciğerler Hacmi Nasıl Artar?

Diyafram sözleşmeleri, aşağı doğru hareket ve torasik hacmi artan, ama nasıl bu akciğerlerin hacmini artırmak nedir? Bronş ve bronşiyoller sert ve genişletmek yok iken (onlar bloke veya iltihaplı olabilir rağmen), alveoller, akciğerlerde küçük hava keseleri, akciğerlerin hacminin artmasına izin.

Kısıtlayıcı vs Obstrüktif Hastalıklar

Pulmoner hastalıklar akciğerlere ve akciğerlerden gaz akışını azaltır ve iki kategoriye ayrılabilir: kısıtlayıcı ve obstrüktif. Pulmoner fibrozis (akciğer skar) gibi kısıtlayıcı hastalıklar, akciğerlerin genişlemesini kısıtlar. Obstrüktif hastalıklar, astım gibi, amfizem, ve kronik bronşit, hava yolunu engellemek, gaz alışverişi sınırlayan.

Sürfaktan

Alveollerin iç yüzeyleri yüzey aktif madde içeren sıvı ile kaplıdır, fosfolipidler ve lipoproteinler karışımı. Yüzey aktif edici alveoler sıvıyüzey gerilimini azaltır, çökmesini alveolleri önler ve hava ile şişirmek için alveoller için daha kolay hale.

Prematüre bebekler bazen akciğerlerinde yeterli yüzey aktif madde üretmez ler ve solunum sıkıntısı sendromuna (RDS) neden olurlar. Yeterli yüzey aktif madde olmadan, alveolleri açık tutmak ve tekrar tekrar hava ile doldurmak için çok fazla enerji gerektirir, rds'li bebeklerin nefes almasını zorlaştırır.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter