是很多进行空气呼吸的动物的呼吸系统中重要的一个器官,大部分四足类动物、一些鱼类蜗牛都有肺。哺乳动物和其他身体结构较为复杂的动物则拥有两个肺,其位于胸腔中靠近脊柱,并分别位于心脏的左右两侧。

猪的肺
人体胸腔内的心脏与肺部,以及大血管[1]
空气通过软骨构成的管道进出肺部,这些管道是支气管和细支气管。这幅图中肺部组织已经被移除,使得支气管暴露出来。[1]

肺的主要功能是将氧气从空氣运输到血液中,并将二氧化碳从血液中排出至大气中。气体交换过程是在一种特殊细胞中进行的,而这些细胞是由成千上万的微小薄壁泡囊组成的,这些微小泡囊被称作"肺泡"。

为了能够完整解释肺部的结构,需要首先对从口腔到肺泡的这一呼吸道进行讨论。当空气通过嘴或者鼻子被吸入后,会通过喉头气管和逐渐分化的支气管小支气管,并最终到达肺泡,在那里将发生二氧化碳和氧气的气体交换过程。

空气的呼入与排出(也称换气)是由肌肉进行控制和驱动的。在早期的四足类动物中,空气是由咽部肌肉通过泵抽的形式被驱动的,而爬行动物、鸟类和哺乳动物则使用一个更为复杂的肌肉骨骼系统

与肺相关的英语医学术语通常都以pulmo-作为词根,这个词根来自于拉丁语pulmonarius,意为“肺部的”;或者以pneumo-作为词根,这个词根来自于希腊语πνεύμων,意思为“肺”。

人的肺臟

從外界空氣中吸入氧,使氧氣進入肺部血液,再運輸到身體各部份使用。另一方面,肺部血液裏的二氧化碳則滲透到氣泡裏,再排出體外。

橫隔膜幫助呼吸

的肺臟位於胸腔當中,共有五片肺葉,右肺寬而短,為三片肺葉,左肺窄而長,為兩片肺葉。左肺葉被斜裂分成上葉和下葉,右肺葉被水平裂分成上葉、中葉、下葉,其中右中葉較其他四葉來的小。兩肺之間有心臟和大血管氣管食道器官。肺的下面被腹腔臟器隔開。

肺外有漿膜(即臟層胸膜),光滑、濕潤。肺柔軟而有彈性,肺內含有空氣,呈海綿狀。肺的顏色隨年齡和職業而有所不同,新生兒的肺為淡红;成人由於不斷吸入煙,沉積於肺而呈暗灰並有黑色斑點;老年人顏色更黑。

結構

胸膜

包圍著肺部外圍有一層漿膜,稱為胸膜,而胸膜可分為兩層,第一層為壁胸膜(pariental pleura,於胸腔內壁),第二層為脏胸膜(visceral pleura)。壁層胸膜黏附在肋骨、胸骨、肋軟骨、肋間內肌及橫膈膜上,而臟層胸膜則是黏附在肺部表面。[2]


位於臟層與壁層胸膜之間的空腔,稱為胸膜腔。胸膜腔內含潤滑液,可防止呼吸時所造成之摩擦。

肺部

肺部主要由支氣管小支氣管肺泡管肺泡所組成;位於胸腔內,左右雙肺由左右支氣管連接於氣管,肺部和胸壁肌肉層之間有薄薄的胸膜隔開。肺動脈的主要功能是把靜脈的血液送進肺部,之後到達肺泡壁上構成微血網,接著與肺泡進行氣體交換,最後從肺靜脈將帶氧的血液送回心臟;每個肺部都有兩條肺靜脈及成千上萬的微血管。[2]
肺臟外觀上較寬廣的部分在下方,稱為肺底(base),而狹窄的頂部稱為肺頂(cupula)或肺尖(apex)。肺臟之肺葉(lobe)再分為肺節(segment),肺節內再分為許多肺小葉(lobule),肺小葉內由肺泡管(alveolar ducts)組成,肺泡管內有許多肺泡囊及肺泡圍繞。

橫膈肌

橫膈肌位於胸腔和腹腔之間,為分隔胸腔及腹腔的圓頂形肌肉,構成胸腔底部及腹腔頂部;橫膈肌、肋間肌和一些頸部的肌肉能幫助呼吸運動,又稱為呼吸肌。[2]

肺泡

肺泡壁表層的細胞有兩類:

  1. 第一型肺泡細胞(type I alveolar cell),又稱鱗狀肺泡上皮細胞,或稱小肺泡細胞,佔肺部總表面積95%以上。主要形成肺泡壁之連續內襯,上面分布許多微血管,總面積有75平方公尺,可以讓大量氣體進行交換。
  2. 第二型肺泡細胞(type Ⅱ alveolar cell),又稱中隔細胞。可分泌表面張力素(surfactant),而此化合物的功能是防止肺泡塌陷,深呼吸時增加分泌,使肺的順應性增加,讓肺更容易擴張。

舉例:新生兒若因此細胞發育未成熟,則常引發呼吸窘迫症群(respiratory distress syndrome, RDS)。[3]

生理功能

  1. 交換氣體:肺之構造單元是肺小葉,有三億個小氣囊,稱為肺泡(alveoli)。每個肺泡約直徑0.3毫米(mm),總載面積約有50~100平方公尺,有利氣體進行交換。
  2. 防止肺泡塌陷
  3. 過濾:肺部還有巨噬細胞或稱做塵細胞(dust cell),可將外物分解。

肺容積

  • 潮氣容積:在一般平靜呼吸時吸氣後吐氣出來的容量。
  • 肺餘容積:用力吐氣之後肺裡面部所剩下的空氣量。
  • 吸氣儲備容積:平靜呼吸時吸氣,之後再用力吸氣到吸飽時所吸入的空氣量。
  • 吐氣儲備容積:平靜呼吸時吐氣,之後再用力吐氣到吐不出來了所吐出來的空氣量。
  • 肺活量:用力吸氣吸飽後再用力吐氣所吐出的氣體量。

相關疾病

肺癌

肺癌指的是肺部组织细胞生长失去控制的疾病。这种细胞生长可能会造成转移,就是侵入相邻的组织和渗透到肺部以外。绝大多数肺癌是肺部恶性上皮细胞肿瘤,由上皮细胞病变而造成。肺癌是造成男性和女性癌症相关死亡的最主要原因。全球每年有130万人死于肺癌。[4]最常见的症状包括呼吸急促,咳嗽(咳血),和体重减轻[5]

肺癌主要分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌。这个区别对采取不同治疗手段有非常重要意义。非小细胞肺癌是通过肺癌手术;而小细胞肺癌常常对化疗和放疗的反应比较好。[6]肺癌最常见的原因是长期吸烟[7]。不吸烟者,占肺癌患者的15%[8],患病的主要原因包括基因[9][10][11]石棉空气污染(包括二手烟[12][13]

肺癌可以在胸部摄影(CR)和X射线断层成像(CT)上看到。诊断通过活体组织切片确认,通常通过纤维支气管镜或CT做活组织检查。治疗和预后方案基于癌症的组织学类型,癌症阶段,和病人状况。可能的治疗方案有手术,化疗放疗

肺炎

肺炎,是指肺部的肺泡出现發炎的症狀。肺炎可以發生在任何年齡層的人身上,但以年幼及年長者、以及患有免疫力缺乏症免疫系統比較差的人屬於高危患者,他們比較容易發病。而對於其他人,他們身體本身的免疫系統已有能力對抗輕微的感染。一般情況都會向病人處方抗生素來治療。若病況嚴重,可以致命。

呼吸以外的功能

肺除了呼吸以外,還有以下的功能:

  • 藉由調整二氧化碳的分壓,可以調整血液的pH值
  • 濾掉静脉中形成的小血栓
  • 濾掉静脉中的微小氣泡,例如在潜水減壓形成的氣泡
  • 調整血液中生物物質及藥物的濃度。
  • 利用血管緊張素Ⅰ轉化酶,將血管緊張素I轉換為血管緊張素
  • 保護心臟,吸收衝擊時的震動。
  • 支气管會分泌免疫球蛋白-A,是一種抗体,可以避免呼吸道感染。
  • 藉由分泌含有抗菌化合物的粘液,保持無菌狀態[14]。粘液中含有糖蛋白,像黏蛋白乳铁蛋白[15]溶菌酶乳過氧化物[16][17]。其中也含有上皮双氧化酶2[18][19]
  • 造血功能: 根據2017年發表在《Nature》的研究指出,肺臟是人體生產血小板的主要場所之一,占了超過人體總量的50%。除此之外,研究者还在肺中发现了可以造血的祖细胞,因此肺还可能拥有造血的功能[20]

其他動物的肺臟

  • 爬蟲類動物的肺像一個大氣泡(bellows)一樣;
  • 鳥類的肺又名循環肺
  • 魚類的肺只能讓血單向的流動,通常用稱呼。

相關條目

参考资料

  1. Gray's Anatomy of the Human Body, 20th ed. 1918.
  2. 肺的結構及功能
  3. 生理學
  4. 世界卫生组织. . 世界卫生组织. February 2006 [2007-06-25]. (原始内容存档于2010-12-29).
  5. Minna, JD; Schiller JH. 17th. McGraw-Hill. 2008: 551–562. ISBN 0-07-146633-9.
  6. Vaporciyan, AA; Nesbitt JC, Lee JS et al. . B C Decker. 2000: 1227–1292. ISBN 1-55009-113-1.
  7. . Merck Manual Professional Edition, Online edition. [2007-08-15]. (原始内容存档于2007-08-16).
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  12. Carmona, RH. . 美国卫生和服务部. 2006-06-27. (原始内容存档于2006-07-03). Secondhand smoke exposure causes disease and premature death in children and adults who do not smoke.
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  19. Rada B, Leto TL. . Contributions to Microbiology. Contributions to Microbiology. 2008, 15: 164–87. ISBN 978-3-8055-8548-4. PMC 2776633. PMID 18511861. doi:10.1159/000136357.
  20. Emma Lefrançais,Guadalupe Ortiz-Muñoz,Axelle Caudrillier; 等. . Nature. 2017. doi:10.1038/nature21706.

外部連結

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