anatomi i andningssystemet och andningsmusklerna

Image: ”Dimensional Lungs” av Hey Paul Studios. Licens: CC BY 2.0

andningsorgan: struktur och funktion

andningsorganen är en serie organ som fungerar som helhet för att syresätta kroppen genom att andas in luft och utandas koldioxid., Det finns tre stora delar av andningssystemet: luftvägarna, lungorna och andningsmusklerna.

andningsmuskulaturen

andningsmuskulaturen är de muskler som är nödvändiga för att vända tryckförhållandena för inspiration och utgång. Med hjälp av sammandragning kan de aktivt öka bröstvolymen (inspiration) eller minska den (utgång) genom passiv avkoppling. Membranet och de interkostala musklerna Driver andning under tyst andning.,

andning

andning, i smalare mening, refererar vanligtvis till yttre andning och kallas också lungandning. Förutom den faktiska gasutbytet mellan alveolerna och lungkapillärerna hänvisar termen till tillhandahållande och avlägsnande av gaser via blod och luft; därför består andning av tre komponenter som spänner över hela processen.,

• Ventilation av alveolerna
• Perfusion av kapillärerna
• Diffusion: gastransport och utbyte via membranet

för gasutbyte måste luften i miljön bytas ut i alveolerna, vilket motsvarar ventilationen av alveolerna., Detta uppnås genom växlande uppbyggnad av tryckskillnader mellan omgivande luft och lungorna så att andningsluften kan strömma in (inspiration) och Ut (utgång).

lungan följer rörelserna i bröstväggen på grund av det negativa trycket i pleurhålan (Donders låga tryck). Detta tryck verkar mot lungens elastiska retraktionskrafter, vilket skulle komma i kontakt annars.

relaterad video

Inspiration

för inspiration transporteras den friska och syrerika luften från omgivningen till alveolerna där gaser utbyts. ”Suga in” av luften i lungorna underlättas av intrapleural trycket, vilket är lägre jämfört med omgivningen. Som nämnts ovan är de aktiva krafterna i andningsmusklerna och det negativa trycket i pleurhålan ansvariga för generering av detta negativa tryck.,

vid inspiration breddar bröstkorgen, trycket minskar, lungorna expanderar och luften strömmar in.

Mer specifikt är följande strukturer en del av inspiration:

1. andningsmuskler: membran (se nedan)
2. externa interkostala muskler: dessa muskler löper snett från ett revben till nästa revben i en ventral-till-caudal riktning., Tillsammans med de inre interkostala musklerna och revbenen bildar de bröstväggen. Sammandragningen av de yttre revbensmusklerna höjer revbenen och expanderar thoraxen. Dessa muskler stöder inspiration. Den yttre bröstfascien täcker musklerna från ventralriktningen.
3. tillbehör andningsmuskler: det finns tre muskler associerade med tillbehör inspiration funktion: sternocleidomastoid (höjer bröstbenet), skalener (höjer övre revben), och pectoralis mindre.,

sternocleidomastoidmuskel

i sin kurs delar denna muskel nacken i två trianglar, den bakre triangeln i nacken och den främre triangeln i nacken. Muskeln är uppdelad i ett lateralt huvud och ett medialt Huvud. Ursprunget till sidhuvudet ligger vid nyckelbenet; det mediala huvudet härstammar från sternumets manubrium.

i mitten av nacken bildar de två huvudena en tjock, rund muskelmage., Införandet av sternocleidomastoideus muskeln ligger vid sidan av mastoidprocessen hos det tidsmässiga benet. Innervationen sker via tillbehörsnerven och grenarna i cervical plexus (C1–C3/4).

Scalenus anterior muscle

ursprunget till denna muskel är de främre tuberklerna i de tvärgående processerna i området för den tredje till sjätte livmoderhalsen. Den löper snett i den kaudala riktningen och sätter in vid tuberklet i den första revbenets främre muskel. Innervation sker via de främre grenarna av spinal nerver i området C5–C7.,

När det finns bilateral sammandragning och livmoderhalsen är fixerad, höjer muskeln det första revbenet och expanderar därför bröstkorgen.

Scalenus medius muscle

från ursprunget vid de tvärgående processerna i livmoderhalsen 3-7 går scalenus medius-muskeln till första revbenet, ibland också till andra revbenet. Innervation tillhandahålls av ryggmärgsnerven i segment C4-C7. Under bilateral sammandragning höjer muskeln de övre revbenen och expanderar den beniga bröstkorgen på detta sätt.,

Scalenus bakre muskel

denna muskel härstammar från de bakre tuberklerna i de tvärgående processerna i livmoderhalsen 5-6. Från denna plats löper muskelfibrerna till den yttre ytan av det andra revbenet eller det tredje revbenet. Innervation sker via de främre grenarna av spinalnerven i segmenten C7 och C8. Under bilateral sammandragning stöder denna muskel också höjden av den beniga thoraxen.

pectoralis major muscle

den starka, verkliga ”greater chest muscle” ligger ovanpå pectoralis minor muscle., Det är en av bröstmusklerna och förbinder ventral axelbandet med torso., På grund av dess stora förlängningar är den topografiskt uppdelad i tre delar, enligt följande:

1. Nyckelbensdel: ursprung vid den mediala nyckelbenet
2. Sternocostal del: ursprung vid den ipsilaterala kanten av bröstbenet och brosket i den andra till den sjätte revbenet
3. Abdominal del: ursprung vid det främre arket av aponeurosen i rectus abdominis muskeln

fibrerna i alla tre delarna sammanfogar sig i en platt sena, som infogar vid toppen av humerus stora tuberkel., Senan består av två vridna laminer (lager). Vid en höjd av armen är denna vridning omvänd.

Innervation tillhandahålls av den mediala pectoral nerven (C8–Th1) och den laterala pectoral nerven (C5–C7) i brachial plexus. Tillsammans med den mindre pectoral muskeln fungerar den som en stödjande andningsmuskulatur.

pectoralis minor muscle

”lesser chest muscle” härstammar från ventrala ytor på den tredje till femte revbenet och löper kranialt och i sidled. Som en platt sena sätter den in vid kranialytan av scapulaens coracoidprocess.,

det är innerverat av den mediala pectoralismuskeln (C8–Th1) och den laterala pectorala muskeln (C5-C7) i brachial plexus. Muskelfibrerna fungerar som en stödjande andningsmuskulatur.

Superior posterior serratus muscle

denna muskel är en del av de migrerade ryggmusklerna, vilka är innerverade av den främre ramien av spinal nerver (Th2–Th5). Det härstammar från de spinösa processerna i den sjätte till sjunde livmoderhalsen och de i den första och andra bröstkotorna.,

de serrated muskelfibrerna sätter in vid andra/tredje till femte revbenen, lateral av costalvinkeln. Kontraktionen höjer revbenen och därmed stöder inspiration.

Inferior posterior serratus muscle

som en migrerad ryggmuskel är den också innerverad av ryggradens främre rami (Th11–L2). Det härstammar från de spinösa processerna i de två sista bröstkotorna och de två första ländkotorna. De sätter in vid nionde till tolfte revbenen.

i motsats till den överlägsna bakre serratus muskeln går fibrerna uppåt., Bilateral kontraktion flyttar de nedre revbenen dorsalt och caudally, vilket leder till förträngning av bröstkorgen och därmed faktiskt stöder utgången.

stöd för inspiration och utgång av de nedre revbenen är relaterad till sammandragningen av membranet. När membranet kontraherar faller pleuraltrycket, utövar en kaudal och inåt kraft på hela ribbburet. Membranet utövar emellertid också krafter i kranial och utåtriktad riktning på de nedre revbenen.

en av dessa krafter, ”infogningskraften”, appliceras av muskeln vid dess bilagor till de nedre revbenen., Den andra kallas ”appositional force” På grund av överföring av buktryck till den nedre bröstkorgen i appositionszonen. Kontrollförhållandet vid funktionell restkapacitet (FRC) är volymen av luft som finns i lungorna vid slutet av passiv utgång, balanstillståndet mellan inspiration och utgång när båda krafterna balanseras Vid lika tryck.

effekterna av dessa två krafter på de nedre revbenen är nästan lika och uppväger effekten av pleuraltryck, medan effekten av pleuraltrycket för de övre revbenen är större., Enligt detta motverkar de nedre revbenen membranets kraniala och ventrala spänning, vilket inte skulle vara gynnsamt för expansionen av lungorna.

Anterior serratus muscle

denna muskel är en del av bröstmusklerna och förbinder även axelbandet med torso. Den är uppdelad i tre delar, enligt följande:

1. överlägsen del: ursprunget är vid första till andra revbenet, och införandet är vid scapula, som är ansvarig för axelhöjningen.,
2. mellanliggande del: ursprunget är vid andra till tredje revbenet, och insättningen ligger vid den mediala kanten av scapulaen, som är huvuddelen av muskeln och drar scapula ventrally.
3. underlägsen del: ursprunget är vid fjärde till nionde revbenet, och insättningen ligger vid medialkanten och den underlägsna vinkeln på scapulaen, vilket möjliggör armhöjningen.

innervationen av alla tre delarna säkerställs av den långa bröstnerven i den supraklavikulära delen ut ur brachial plexus (C5–C7)., Om armen är fast, fungerar den som en stödjande muskel för inspiration.

membranet står för nästan 75% av muskelbidraget för andningsfunktionen. Topografiskt ligger den 5 mm tjocka kupolformade muskelplattan mellan bröstkorgen och buken.

muskeln kommer från ländryggen, bröstbenet och revbenen. De två kupolen når in i bröstkorgen och är täckta av bindväv., I bröstkorgen är membranet dessutom täckt av pleura och i buken av bukhinnan. Den högra kupolen sticker ut 1-2 cm (0,4–0,8 in) högre in i bröstkorgen än den vänstra kupolen. Denna morfologi bestämmer dess asymmetriska utseende.

membranets anatomi

membranet ligger vid den nedre delen av bröstkorgen och fyller den underlägsna bröstöppningen. Det fungerar som golvet i brösthålan och bukhålan., Den har tre bilagor, enligt följande:

• ländryggkotor och bågformiga ligament
• costal brosk av revben 7-10 (fäst direkt till revben 11-12)
• Xiphoid process av bröstbenet

• esofageal hiatus (hiatus esofagus): matstrupen, vagal nerv (främre / bakre vagala trunkar), vänster gastrisk artär och ven, och lymfkärl löper genom denna öppning., Omgiven av muskler är denna öppning inskränkt vid inspiration (en sammandragning av muskeln), en rörelse som hämmar förekomsten av återflöde.
• Caval öppning (foramen vena cavae): I form av en fast ring av bindväv, vena cava odlas tillsammans med membranet. På så sätt komprimeras det inte när membranet kontraheras. Förutom den nedre hålvenen går den högra phrenic nerven också genom denna öppning.,
• aorta hiatus (hiatus aorticus): återigen hämmar en fast tendinös båge för stabilisering av öppningen förträngning vid inspiration. Aorta hiatus innehåller också bröstkanalen och azygos-venen.

de stora och mindre splanchnic nerverna, den överlägsna epigastriska venen, den vänstra phrenic nerven, hemiazygos venen och den sympatiska stammen löper genom de mindre öppningarna.,

följande strukturer tar hand om tillhandahållandet av näringsämnen och nervös kontroll:

• artärer: abdominal aorta, inre bröstkorgsartärer, vänster och höger phrenic artärer
• vener: vänster suprarenal ven och azygos systemet
• nerver: phrenic nerv med ursprung i det cervikala segmentet (cervical plexus C3–C5)

diafragmatisk andning

muskeln kontraherar för inspiration; för utgång, är det nödvändigt att slappna av. Detta styrs av det autonoma nervsystemet via andningscentra i medulla oblongata och pons och uppträder ofrivilligt.,

under inspiration expanderar lungorna och bröstkorgens volym ökar på bekostnad av bukvolymen. Membranet blir smickrare, sänker i den kaudala riktningen och skjuter också bukorganen caudally. Bukutrymmet sticker ut.

tidvattenvolymen under avslappnad inspiration är ungefär 500 mL. Utgång åtföljs av avslappning av membranet. Under denna process höjs membranet, luften lämnar lungorna och den utskjutna magen platta och återgår till sin ursprungliga kupolform.,

membranet hanterar inte bara huvuddelen av andningsförmågan, utan fungerar också som bukpressen i samarbete med bukmusklerna. Denna press är nödvändig för processerna för födelse och avföring.,

sjukdomar och tillstånd hos membranet

Följande är möjliga sjukdomar och tillstånd hos membranet:

• Sidostygn: en sidosöm är en intensiv stickande smärta under den nedre kanten av bröstkorgen som uppstår vid träning. Detta tros inträffa eftersom detta är en hänvisad plats för smärta för membranet via phrenic nerven. För det mesta förekommer de i de första faserna av fysisk prestanda. De härrör från överbelastning och samtidig syrebrist.,
• diafragmabråck: detta tillstånd är vanligtvis medfödd och manifesterar sig som en kranialskiftning av bukorganen i bröstutrymmet. Symtom som uppblåsthet, dyspné och illamående kan orsakas av tillståndet. I de flesta fall kan det behandlas kirurgiskt.
• diafragmatisk höjd: nedsatt inspiration, i kombination med utskjutning av membranet i bröstkorgen, indikerar diafragmatisk höjd. Det orsakas ofta av onormala förändringar i bukutrymmet eller lungsjukdomarna., Förlamningen av en hemidiaphragm, orsakad av skador på en av de phreniska nerverna, kan leda till dyspné och andningssvikt.

diafragmatisk förlamning: detta orsakas av ett avbrott i membranets nervtillförsel på grund av skador orsakade av mekaniskt trauma, kompression av en tumör inuti brösthålan, myasthenia gravis och diabetisk neuropati. Det är i allmänhet asymptomatiskt vid ensidig diafragmatisk förlamning. Det kan leda till dyspné och trötthet.

ett specialfall är det för hicka.

För det mesta uppstår hicka plötsligt och oväntat., De är de ofrivilliga krampliknande sammandragningarna i membranet som orsakas av irritation av den phreniska nerven. Inspiration avbryts abrupt av stängningen av vokalvecken, vilket orsakar det karakteristiska inspirationsljudet (”hics”). Långvariga attacker är allvarliga och förknippade med sjuklighet och kan till och med orsaka dödsfall.

syftet med denna starka inspirationsrörelse är fortfarande okänt. Ofta är hicka konsekvensen av att äta för snabbt, röka, nervositet och varma eller kalla drycker.,

förutom dessa ofarliga utlösare finns det också patologiska orsaker som leder till kronisk hicka. De kan vara ett tecken på andra sjukdomar, såsom störningar i det centrala nervsystemet (CNS) (subaraknoidalblödning, tumörer och encefalit), nedsatt phrenic nerv (hjärtattack), och / eller nedsatt membran (magsår, pleurit, gastroesofageal refluxsjukdom, pankreatit). Behandlingen är vanligtvis symptomatisk.,

Utgångs

under utgångsprocessen frigörs deoxygenerad luft som har laddats med koldioxid och berövats syre i gasutbytet som inträffade i alveolerna till utsidan. När lungan blir mindre och högre byggs omgivande tryck upp. Således strömmar luften ut.

Expiration involverar membranet, de interkostala musklerna och tillbehöret andningsmuskulaturen, enligt följande:

1. membran: det kollapsar elastiskt och möjliggör lungens rekyl.,
2. interkostala muskler: de inre interkostala musklerna kontraherar, sänker och minskar thoraxens diameter.
3. tillbehör expiration muskler: dessa inkluderar de inre interkostalerna, quadratus lumborum och bukmuskulaturen (alla arbetar för att dra revbenen ner).

Rectus abdominis muscle

denna parade, långa skelettmuskel löper vertikalt och tillhör bukmusklerna. Dess ursprung ligger vid den främre ytan av femte, sjätte och sjunde revbenen. De högra och vänstra musklerna möts vid den vita linjen (linea alba) och sätter in vid den överlägsna ramusen i pubic ben och ligament i bäckenbensfogen. En speciell egenskap är det faktum att rectus abdominis musklerna är helt dividerat med tre intermittenta senor (intersectiones tendineae) och delvis med en fjärde. Dessa senor delar muskeln i segment.,

två breda tendinösa mantlar omger muskeln helt på både ventrala och dorsala sidor och bildar rectus-manteln. Hos atletiska personer med liten subkutan fettvävnad kan muskelavlastningen ses på kroppsytan som den ökända ” sex-pack.”

innervationen av denna muskel levereras av den främre rami av den sjunde till tolfte bröstkorg eller interkostala nerver (Th7-Th12) och den första och andra ländryggen nerver (L1–L2). Den arteriella tillförseln tillhandahålls av den överlägsna epigastriska artären och den sämre epigastriska artären.,

rectus abdominis-muskeln ökar spänningen i bukväggen, och tillsammans med bäckenbottenmusklerna och membranet ökar trycket i buken.

Transversus abdominis muskel

fibrerna i denna innersta muskel kör mestadels horisontellt och härstammar från den inre ytan av 11: e och 12: e revbenen, iliac crest, inguinal ligament, thoracolumbar fascia (djupt ark) och den överlägsna främre iliac ryggraden.

muskelinsatserna vid den vita linjen och blygdbenet; dess aponeuros utgör en del av rectus manteln., En speciell egenskap hos denna muskel är att den förenar den inre sneda muskeln för att bilda cremaster-muskeln och fäster vid spermatkabeln. Ekvivalenten hos kvinnor är teres uteri-ligamentet.

Innervation tillhandahålls av de interkostala nerverna (Th7-Th11), liksom ilioinguinalnerven, genitofemoral nerven, den iliohypogastriska nerven och den subkostala nerven (Th12). Under bilateral sammandragning trycks bukorganen inåt, vilket bidrar till bukpressen under utgången.,

extern sned muskel

från den yttre ytan av den 5: e–12: e revbenet löper denna yttersta bukmuskel i den kaudala och mediala riktningen och vinkelrätt mot den inre sneda muskeln. Muskeln delar sina ursprungspunkter med insättningsspikarna i den främre serratus muskeln. I atletiska personer är en serrated linje tydligt synlig.

insättningspunkterna kan delas in i en medial crus och en lateral crus. Medialkrusen bildar rectus mantel och strålar ut i den vita linjen. De laterala crusinsatserna vid iliac crest och pubic tubercle., Mellan de två crura finns en spricka som bildar inguinalkanalens yttre ring.

den främre rami av spinal nerver Th5–Th12 innerverar denna muskel. Den stöder bukpressen för utgångsdatum.

inre sneda muskler

denna skelettmuskel som tillhör bukmusklerna härstammar från den djupa laminaen i thoracolumbar fascia, den laterala halvan av inguinalbandet och den överlägsna främre iliac ryggraden. Efter sin kranialmediala kurs sätter den in vid den nedre kanten av revbensbrosket 9-2.,

dessutom deltar muskeln i bildandet av rectus-manteln. Som nämnts ovan i avsnittet om den yttre sneda muskeln bildar deras fiberbuntar tillsammans med cremaster-muskeln.

innervation av denna muskel är som tillhandahålls av den främre rami av spinal nerver Th8–Th12, liksom ilioinguinal nerv, iliohypogastric nerv, och genitofemoral nerv. Bland annat spelar denna muskel en roll i bukpressen och utgången.,

Erector spinae muscle

denna stora ryggmuskelgrupp, som ligger på ryggraden, tillhör de inneboende ryggmusklerna. Dessa inneboende (eller autoktonösa) ryggmuskler är uppdelade i en medial och en lateral del, som inte kommer att beskrivas mer detaljerat vid denna tidpunkt.

den får innervation från dorsal rami i ryggmärgen: den mediala delen är innerverad av den mediala ramien, sidodelen av lateral rami.,

Quadratus lumborum muscle

denna djupa bukmuskel härstammar från iliac crest och iliolumbar-ligamentet, och infogar vid den nedre kanten av den 12: e revbenet och kostalprocesserna i ländryggen 1-4.

innervationen tillhandahålls av främre rami från Th12–L3. Vid tvångsutgång fixar denna muskel de fria revbenen.

Obs: Inspiration är en aktiv process, utgången är passiv. Det alveolära trycket beskriver tryckskillnaden mellan atmosfären och pleuralrummet., Under inspiration blir det alveolära trycket negativt; luften sugs in i det alveolära utrymmet från utsidan. När de inspirerande musklerna slappnar av, återhämtar lungorna och detta skapar ett positivt alveolärt tryck som utstrålar luften ur lungorna (utgång). Under inspiration kontraherar membranet och yttre interkostala muskler, vilket gör att ribbburet expanderar och rör sig utåt och expanderar bröstkaviteten och lungvolymen. Detta skapar ett lägre tryck i lungan än i atmosfären, vilket gör att luft dras in i lungorna., Under utandning kan de inre interkostala och bukmusklerna vara involverade i att tvinga luft ut ur lungorna. Vid förträngning av luftvägarna, såsom astma, inandning och utgång försämras, vilket kan leda till ett visslande ljud (stridor). Eftersom respiratoriska bronkioler är de smalaste luftvägarna i lungans ledande zon och eftersom de saknar brosk för stöd, kan bronkiolerna begränsa mer under utgången på grund av det ökade omgivande trycket. Detta orsakar expiratorisk wheezing.,

patienter frågar ofta

vad är en normal andningsfrekvens?

den normala andningsfrekvensen för en frisk vuxen i vila är 12-18/min. Genomsnittliga viloperioder efter ålder visas i följande tabell: