的肺
肺部的脊椎动物中发现的范围从简单的囊状的结构肺鱼目(肺鱼)复杂细分器官的哺乳动物和鸟类。越来越细分的航空公司和发展更大的表面积交换表面似乎普通高等脊椎动物中进化的趋势。
在胚胎,肺部发展的前锋部分肠道的一个结果。肺正确连接到外部通过一系列管;主要管,被称为气管(气管),在退出喉咙通过可控的孔声门。另一端气管将细分为二级管(支气管),在不同程度不同的脊椎动物群体。
的气管两栖动物不是分为二级管,而是在肺部突然结束。相对简单的肺青蛙由不完整的墙壁(细分隔),大隔板之间的二次隔周围空气空间气体交换发生的地方。这些空气空间的直径(肺泡)降低脊椎动物比在哺乳动物:大肺泡的青蛙是人类肺泡的直径的10倍。哺乳动物的小肺泡与更大的表面气体交换:虽然青蛙的呼吸道表面(Rana)是每立方厘米约20平方厘米(50.8平方英寸每一立方英寸)的空气,人类约300平方厘米。
一个重要的特征肺是他们的弹性。一个弹性材料后会回到初始状态的变形力。弹性组织像弹簧。随着肺膨胀,有一个伴随增加的能量存储在肺的弹性组织,就像能量存储在一个拉伸橡皮筋。这个存储转换,或潜在的能源为动力,或积极,期间能源通货紧缩供应过程的一部分力量驱逐所需的气体。部分的能量投入扩张从而恢复期间通货紧缩。肺的弹性性质研究了通过空气或液体膨胀和测量产生的压力。肌肉发达的努力供应肺扩张的动力,这是翻译成所需的压力产生肺部膨胀。它必须足够大,以克服(1)肺的弹性和表面衬;(2)肺的摩擦阻力;(3)胸腔的弹性或thoraco-abdominal腔;(4)摩擦阻力的体壁结构;(5)电阻固有的肌肉收缩;(6)气道阻力。的干苦力活呼吸的哮喘添加肌肉工作的一个例子是必要的通货膨胀达到足够的肺气道阻力高时,由于缩小管的航空公司。
研究肺压力-容积关系的装满盐溶液或空气表明肺膨胀所需的压力对于一个给定的体积是当肺部充满了液体比当他们充满了空气。在两种情况下的差异被认为源于environment-alveolar界面的性质,该接口在液-液囊性肺和肺充气气液。在后者的情况下,压力-容积关系代表了结合肺的弹性性质的影响加上表面张力的电影,或表面涂层,衬里肺部。表面张力是一种由贪婪导致的财产,分子力量,存在于所有的液体和倾向于合同表面膜的体积面积最少的一种形式;粒子表面的内在所吸引,从而导致紧张。囊性肺表面张力几乎为零。
肺的肺泡弹性不均匀大小的身体。如果表面有均匀的表面张力、小肺泡会崩溃到大的。肺部的结果将是一个不稳定的状态,一些肺泡会崩溃和其他人会扩张。这并不是通常发生在肺,因为其表面涂层的性质(表面活性剂)、脂质和蛋白质组成的一个复杂的物质。表面活性剂使表面张力变化的非线性和表面积的变化。因此,当的肺会充满空气,空气膨胀的肺泡的表面张力小于相对undistended肺泡。这导致一个稳定肺泡的不同大小和防止小肺泡的排空成更大的。有人建议,压缩皱纹的表面涂层和之间的引力相邻皱纹抑制扩张。表面活性剂已报告在肺部的鸟类、爬行动物和两栖动物。