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8.3: Die Lunge - Biologie

8.3: Die Lunge - Biologie


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Lernziele

Am Ende dieses Abschnitts können Sie:

  • Beschreiben Sie die Gesamtfunktion der Lunge
  • Fassen Sie das mit der Lunge verbundene Blutflussmuster zusammen
  • Skizzieren Sie die Anatomie der Blutversorgung der Lunge
  • Beschreiben Sie die Pleura der Lunge und ihre Funktion

Ein wichtiges Organ des Atmungssystems, jeder Lunge beherbergt Strukturen sowohl der leitenden als auch der respiratorischen Zone. Die Hauptfunktion der Lunge ist der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid mit Luft aus der Atmosphäre. Dazu tauscht die Lunge Atemgase über eine sehr große Epitheloberfläche – etwa 70 Quadratmeter – aus, die hochgradig gasdurchlässig ist.

Bruttoanatomie der Lunge

Die Lungen sind pyramidenförmige, paarige Organe, die durch die rechten und linken Bronchien mit der Luftröhre verbunden sind; an der unteren Oberfläche wird die Lunge vom Zwerchfell begrenzt. Das Zwerchfell ist der flache, kuppelförmige Muskel, der sich an der Basis der Lunge und der Brusthöhle befindet. Die Lunge wird von den Pleurae umschlossen, die mit dem Mediastinum verbunden sind. Die rechte Lunge ist kürzer und breiter als die linke Lunge, und die linke Lunge nimmt ein kleineres Volumen ein als die rechte. Die Herzkerbe ist eine Einbuchtung auf der Oberfläche der linken Lunge und bietet Platz für das Herz (Abbildung 1). Die Lungenspitze ist die obere Region, während die Basis die gegenüberliegende Region in der Nähe des Zwerchfells ist. Die Rippenoberfläche der Lunge grenzt an die Rippen. Die Mediastinalfläche zeigt zur Mittellinie.

Jede Lunge besteht aus kleineren Einheiten, den sogenannten Lappen. Risse trennen diese Lappen voneinander. Die rechte Lunge besteht aus drei Lappen: dem oberen, mittleren und unteren Lappen. Die linke Lunge besteht aus zwei Lappen: dem oberen und dem unteren Lappen. Ein bronchopulmonales Segment ist eine Teilung eines Lappens, und jeder Lappen beherbergt mehrere bronchopulmonale Segmente. Jedes Segment erhält Luft aus seinem eigenen Tertiärbronchus und wird durch eine eigene Arterie mit Blut versorgt. Einige Erkrankungen der Lunge betreffen typischerweise ein oder mehrere bronchopulmonale Segmente, und in einigen Fällen können die erkrankten Segmente mit geringem Einfluss auf benachbarte Segmente operativ entfernt werden. Ein Lungenläppchen ist eine Unterteilung, die als Bronchienzweig in Bronchiolen gebildet wird. Jedes Läppchen erhält seine eigene große Bronchiole, die mehrere Äste hat. Ein interlobuläres Septum ist eine aus Bindegewebe bestehende Wand, die Läppchen voneinander trennt.

Blutversorgung und Nerveninnervation der Lunge

Die Blutversorgung der Lunge spielt eine wichtige Rolle beim Gasaustausch und dient als Transportsystem für Gase durch den Körper. Darüber hinaus bietet die Innervation sowohl des parasympathischen als auch des sympathischen Nervensystems ein wichtiges Maß an Kontrolle durch Dilatation und Verengung der Atemwege.

Blutversorgung

Die Hauptfunktion der Lunge ist der Gasaustausch, der Blut aus dem Lungenkreislauf benötigt. Diese Blutversorgung enthält sauerstoffarmes Blut und wandert in die Lunge, wo Erythrozyten, auch als rote Blutkörperchen bekannt, Sauerstoff aufnehmen, um ihn zu den Geweben im ganzen Körper zu transportieren. Die Lungenarterie ist eine Arterie, die aus dem Lungenstamm entspringt und sauerstoffarmes arterielles Blut zu den Alveolen führt. Die Pulmonalarterie verzweigt sich mehrfach, wenn sie den Bronchien folgt, und jeder Ast wird im Durchmesser immer kleiner. Eine Arteriole und eine begleitende Venolen versorgen und entleeren einen Lungenläppchen. Wenn sie sich den Alveolen nähern, werden die Lungenarterien zum Lungenkapillarnetz. Das pulmonale Kapillarnetz besteht aus winzigen Gefäßen mit sehr dünnen Wänden, denen glatte Muskelfasern fehlen. Die Kapillaren verzweigen und folgen den Bronchiolen und der Struktur der Alveolen. An diesem Punkt trifft die Kapillarwand auf die Alveolarwand und bildet die Atemmembran. Sobald das Blut mit Sauerstoff angereichert ist, fließt es über mehrere Lungenvenen aus den Alveolen, die die Lunge durch die Lunge verlassen Hilum.

Nervöse Innervation

Die Erweiterung und Verengung der Atemwege wird durch die nervöse Kontrolle durch das parasympathische und sympathische Nervensystem erreicht. Das parasympathische System verursacht Bronchokonstriktion, während das sympathische Nervensystem stimuliert Bronchodilatation. Reflexe wie Husten und die Fähigkeit der Lunge, den Sauerstoff- und Kohlendioxidspiegel zu regulieren, resultieren ebenfalls aus dieser Kontrolle des autonomen Nervensystems. Sensorische Nervenfasern entspringen vom Vagusnerv und von den zweiten bis fünften Brustganglien. Die Lungengeflecht ist eine Region an der Lungenwurzel, die durch den Eintritt der Nerven am Hilum gebildet wird. Die Nerven folgen dann den Bronchien in der Lunge und verzweigen sich, um Muskelfasern, Drüsen und Blutgefäße zu innervieren.

Pleura der Lunge

Jede Lunge ist in einem Hohlraum eingeschlossen, der von der Pleura umgeben ist. Die Pleura (Plural = Pleurae) ist eine seröse Membran, die die Lunge umgibt. Die rechte und linke Pleurae, die die rechte bzw. linke Lunge umschließen, werden durch das Mediastinum getrennt. Die Pleurae bestehen aus zwei Schichten. Die viszerale Pleura ist die oberflächliche Schicht der Lunge, die sich in die Lungenfissuren erstreckt und diese auskleidet (Abbildung 2). Im Gegensatz dazu ist die parietale Pleura ist die äußere Schicht, die mit der Brustwand, dem Mediastinum und dem Zwerchfell verbunden ist. Die viszerale und parietale Pleurae verbinden sich am Hilum miteinander. Die Pleurahöhle ist der Raum zwischen der viszeralen und der parietalen Schicht.

Die Pleurae erfüllen zwei Hauptfunktionen: Sie produzieren Pleuraflüssigkeit und bilden Hohlräume, die die Hauptorgane trennen. Pleuraflüssigkeit wird von Mesothelzellen aus beiden Pleuraschichten sezerniert und schmiert deren Oberflächen. Diese Schmierung reduziert die Reibung zwischen den beiden Schichten, um ein Trauma beim Atmen zu verhindern, und erzeugt eine Oberflächenspannung, die dazu beiträgt, die Position der Lunge an der Brustwand zu halten. Diese adhäsive Eigenschaft der Pleuraflüssigkeit führt dazu, dass sich die Lunge vergrößert, wenn sich die Brustwand während der Beatmung ausdehnt, so dass sich die Lunge mit Luft füllen kann. Die Pleurae bilden auch eine Trennung zwischen den Hauptorganen, die Störungen durch die Bewegung der Organe verhindert und gleichzeitig die Ausbreitung von Infektionen verhindert.

Alltagsverbindungen: Die Auswirkungen von Tabakrauch aus zweiter Hand

Beim Verbrennen einer Tabakzigarette entstehen mehrere chemische Verbindungen, die durch den Hauptstromrauch, der vom Raucher eingeatmet wird, und durch den Nebenstromrauch, der von der brennenden Zigarette abgegeben wird, freigesetzt werden. Passivrauchen, bei dem es sich um eine Kombination aus Nebenstromrauch und dem vom Raucher ausgeatmeten Hauptstromrauch handelt, wurde in zahlreichen wissenschaftlichen Studien nachgewiesen, dass er Krankheiten verursacht. Mindestens 40 Chemikalien im Nebenstromrauch wurden identifiziert, die sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken und zur Entwicklung von Krebs oder anderen Erkrankungen wie Funktionsstörungen des Immunsystems, Lebertoxizität, Herzrhythmusstörungen, Lungenödemen und neurologischen Funktionsstörungen führen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Passivrauch mindestens 250 Verbindungen enthält, die als giftig, krebserregend oder beides bekannt sind. Einige Hauptklassen von Karzinogenen im Passivrauch sind polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), N-Nitrosamine, aromatische Amine, Formaldehyd und Acetaldehyd.

Tabak und Passivrauch gelten als krebserregend. Passivrauchen kann bei Personen, die selbst keine Tabakkonsumenten sind, Lungenkrebs verursachen. Es wird geschätzt, dass das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken, bei Nichtrauchern, die mit einer rauchenden Person im Haus leben, um bis zu 30 Prozent erhöht ist, im Vergleich zu Nichtrauchern, die nicht regelmäßig Passivrauch ausgesetzt sind. Besonders Kinder sind vom Passivrauchen betroffen. Kinder, die mit einer Person zusammenleben, die zu Hause raucht, haben eine größere Anzahl von Infektionen der unteren Atemwege, die mit Krankenhausaufenthalten verbunden sind, und ein höheres Risiko für den plötzlichen Kindstod (SIDS). Passivrauchen im Haushalt wurde auch mit einer größeren Anzahl von Ohrinfektionen bei Kindern sowie mit einer Verschlechterung der Asthmasymptome in Verbindung gebracht.

Kapitelrückblick

Die Lunge ist das wichtigste Organ des Atmungssystems und für den Gasaustausch verantwortlich. Die Lungen sind gepaart und in Lappen getrennt; Die linke Lunge besteht aus zwei Lappen, während die rechte Lunge aus drei Lappen besteht. Die Blutzirkulation ist sehr wichtig, da Blut benötigt wird, um Sauerstoff von der Lunge zu anderen Geweben im ganzen Körper zu transportieren. Die Funktion des Lungenkreislaufs besteht darin, den Gasaustausch zu unterstützen. Die Lungenarterie führt den Kapillaren, die mit den Alveolen Atemmembranen bilden, sauerstoffarmes Blut zu, und die Lungenvenen führen frisch mit Sauerstoff angereichertes Blut zum Herzen für den weiteren Transport durch den Körper zurück. Die Lunge wird vom Parasympathikus und Sympathikus innerviert, die die Bronchodilatation und Bronchokonstriktion der Atemwege koordinieren. Die Lunge wird von der Pleura umschlossen, einer Membran, die aus viszeralen und parietalen Pleuraschichten besteht. Der Raum zwischen diesen beiden Schichten wird als Pleurahöhle bezeichnet. Die Mesothelzellen der Pleuramembran bilden Pleuraflüssigkeit, die sowohl als Gleitmittel (um die Reibung beim Atmen zu reduzieren) als auch als Klebstoff dient, um die Lunge an der Brustwand zu kleben (um die Bewegung der Lunge während der Beatmung zu erleichtern).

Selbstüberprüfung

Beantworten Sie die Frage(n) unten, um zu sehen, wie gut Sie die im vorherigen Abschnitt behandelten Themen verstehen.

Fragen zum kritischen Denken

  1. Vergleichen und kontrastieren Sie die rechte und linke Lunge.
  2. Warum werden die Pleurae bei normaler Atmung nicht geschädigt?

[reveal-answer q="142515″]Antworten anzeigen[/reveal-answer]
[versteckte-Antwort a="142515″]

  1. Die rechte und linke Lunge unterscheiden sich in Größe und Form, um andere Organe aufzunehmen, die in die Brustregion eingreifen. Die rechte Lunge besteht aus drei Lappen und ist aufgrund der darunter liegenden Leber kürzer als die linke Lunge. Der linke Lungenflügel besteht aus zwei Lappen und ist länger und schmaler als der rechte Lungenflügel. Die linke Lunge hat eine konkave Region auf der mediastinalen Oberfläche, die als Herzkerbe bezeichnet wird und Platz für das Herz bietet.
  2. Zwischen der parietalen und der viszeralen Schicht der Pleura befindet sich eine Höhle, die als Pleurahöhle bezeichnet wird. Mesothelzellen produzieren und sezernieren Pleuraflüssigkeit in die Pleurahöhle, die als Schmiermittel dient. Daher verhindert die Pleuraflüssigkeit beim Atmen, dass die beiden Pleuraschichten aneinander reiben und durch Reibung Schäden verursachen.

[/versteckte-Antwort]

Glossar

Bronchokonstriktion: Verkleinerung der Bronchiolen durch Kontraktion der Muskelwand

Bronchodilatation: Vergrößerung der Bronchiolen durch Kontraktion der Muskelwand

Herzkerbe: Einbuchtung auf der Oberfläche der linken Lunge, die Platz für das Herz lässt

Hilum: konkave Struktur auf der mediastinalen Oberfläche der Lunge, wo Blutgefäße, Lymphgefäße, Nerven und ein Bronchus in die Lunge gelangen

Lunge: Organ des Atmungssystems, das den Gasaustausch durchführt

parietale Pleura: äußerste Schicht der Pleura, die mit der Brustwand, dem Mediastinum und dem Zwerchfell verbunden ist

Pleurahöhle: Raum zwischen viszeraler und parietaler Pleura

Pleuraflüssigkeit: Substanz, die während der Atembewegung als Gleitmittel für die viszeralen und parietalen Schichten der Pleura wirkt

Lungenarterie: Arterie, die aus dem Lungenstamm entspringt und sauerstoffarmes arterielles Blut zu den Alveolen transportiert

Lungengeflecht: Netzwerk aus Fasern des autonomen Nervensystems, das sich in der Nähe des Lungenhilus befindet

viszerale Pleura: innerste Schicht der Pleura, die zur Lunge oberflächlich ist und bis in die Lungenfissuren reicht


Kapitel 20. Das Atmungssystem

Abbildung 20.1.
Die Lunge, die auf dieser Röntgenaufnahme eines Hundes (links) als fast transparentes Gewebe um das Herz herum erscheint, ist das zentrale Organ des Atmungssystems. Die linke Lunge ist kleiner als die rechte Lunge, um Platz für das Herz zu schaffen. Die Nase eines Hundes (rechts) hat seitlich an jedem Nasenloch einen Schlitz. Beim Verfolgen eines Geruchs öffnen sich die Schlitze und blockieren die Vorderseite der Nasenlöcher. Dadurch kann der Hund durch den jetzt offenen Bereich an der Seite der Nasenlöcher ausatmen, ohne den verfolgten Geruch zu verlieren. (Credit a: Änderung der Arbeit von Geoff Stearns Credit b: Änderung der Arbeit von Cory Zanker)

Einführung

Atmen ist ein unwillkürliches Ereignis. Wie oft ein Atemzug genommen wird und wie viel Luft ein- oder ausgeatmet wird, wird durch das Atemzentrum im Gehirn streng reguliert. Der Mensch atmet im Durchschnitt etwa 15 Mal pro Minute, wenn er sich nicht anstrengt. Eckzähne, wie der Hund in Abbildung 20.1, haben eine Atemfrequenz von etwa 15–30 Atemzügen pro Minute. Bei jedem Einatmen füllt Luft die Lunge und bei jedem Ausatmen strömt Luft wieder heraus. Diese Luft tut mehr, als nur die Lungen in der Brusthöhle aufzublasen und zu entleeren. Die Luft enthält Sauerstoff, der das Lungengewebe durchquert, in den Blutkreislauf gelangt und zu Organen und Geweben gelangt. Sauerstoff (O2) gelangt in die Zellen, wo es für Stoffwechselreaktionen verwendet wird, die ATP, eine energiereiche Verbindung, produzieren. Gleichzeitig setzen diese Reaktionen Kohlendioxid (CO2) als Nebenprodukt. CO2 ist giftig und muss beseitigt werden. Kohlendioxid verlässt die Zellen, gelangt in den Blutkreislauf, wandert zurück in die Lunge und wird beim Ausatmen aus dem Körper ausgeatmet.


Atemphysiologie

Lungenbeatmung

Der traditionelle Schwerpunkt in der Atemphysiologie legt normalerweise den Schwerpunkt auf die Atempumpenmuskeln, wie das Zwerchfell und die Interkostalmuskeln, um eine effektive Atmung zu erzeugen. Diese Muskeln werden tatsächlich als die primären Atemmuskeln bezeichnet, weil ihre Kontraktion die Brusthöhle erweitert und Luft in die Lunge bringt, d.h. sie erzeugen einen Luftstrom. Bevor jedoch eine effektive Lungenventilation erfolgen kann, muss Luft durch den Bereich der oberen Atemwege strömen. Die Muskeln in dieser Region gelten als sekundäre Atemmuskeln, da ihre Aktivierung zwar keinen Luftstrom erzeugt an sichmoduliert ihre Aktivierung den Luftstromwiderstand (Thompson et al., 2001 Horner, 2017).

Der obere Atemweg ist ein zusammenklappbarer Schlauch, der während der Atmung verschlossen werden kann, da dieser Bereich des Beatmungsgeräts von einer komplexen anatomischen Anordnung von Skelettmuskeln und Weichteilen umgeben ist, im Gegensatz zu anderen Bereichen des Atemtrakts wie Luftröhre und Bronchien, die von eine steifere Knorpelstruktur (Thompson et al., 2001 Horner, 2017). Die Zusammensetzung der Muskulatur und des Weichgewebes der pharyngealen Atemwege bietet die notwendige Unterstützung für eine Vielzahl wesentlicher nicht-respiratorischer Funktionen wie Lautäußerung, Saugen, Kauen und Schlucken, dh Verhaltensweisen, die dynamische Veränderungen der Größe der Atemwege erfordern, um Luft, Flüssigkeiten und Feststoffe zu bewegen . Diese Eigenschaft eines kollabierbaren Tubus beeinträchtigt jedoch die wesentliche Atemfunktion der oberen Atemwege: Die Atemwege müssen während der Atmung in allen Körperhaltungen offen bleiben, um eine ausreichende Lungenventilation und einen ausreichenden Gasaustausch zu ermöglichen.

Die Hauptrolle der oberen Atemwege bei nicht-respiratorischen Funktionen weist darauf hin, dass die Motoneuronen, die diese Muskeln antreiben, einen herausragenden Input von nicht-respiratorischen Quellen erhalten, Quellen, die aus den in den Abschnitten „ Das zustandsabhängige chemische Gehirn “ und „ Zentrale Kontrolle der Atmungsaktivität Netzwerkaktivität “ sind diejenigen, die im Schlaf am stärksten unterdrückt werden ( Orem et al., 1985 Orem und Kubin, 2000 Horner, 2017 ). Die Unterdrückung des Muskeltonus der oberen Atemwege im Schlaf führt zu einer engeren und zusammenklappbareren oberen Atemwege, einer körperlichen Veränderung, die sich in einem erhöhten Widerstand gegen den Luftstrom manifestiert. Das Ausmaß des erhöhten Widerstands der oberen Atemwege im Schlaf variiert von Person zu Person, aber dieser Anstieg trägt signifikant zur Hypoventilation und zum erhöhten arteriellen CO . bei2 Werte von 3–5 mmHg, die normalerweise bei schlafenden Menschen beobachtet werden, kehrt die Beseitigung dieses schlafbezogenen Anstiegs des Widerstands der oberen Atemwege einen großen Teil der schlafinduzierten Hypoventilation um (Dempsey et al., 2010). Wichtig ist, dass bei Personen mit bereits anatomisch engen oberen Atemwegen diese unterdrückende Wirkung des Schlafs auf den Rachenmuskeltonus zu einer signifikanten Verringerung des inspiratorischen Luftstroms und einer Atemstrombegrenzung (dh Hypopnoe und Schnarchen) und sogar zum Aufhören des Luftstroms aufgrund des vollständigen Verschlusses der Atemwege prädisponiert ( dh obstruktive Schlafapnoe), die zu Erstickungsperioden führt. Im Gegensatz zu den starken Auswirkungen des Schlafs auf die Muskeln der oberen Atemwege wird das Zwerchfell weniger von Schlafmechanismen beeinflusst, da Motoneuronen zu diesem Muskel fast ausschließlich von respiratorischen Neuronen angetrieben werden, die eng mit dem Atmungsnetzwerk verbunden sind, mit minimaler Verzerrung ihrer Aktivität durch Schlaf und andere Einflüsse, die nichts mit der Atmung zu tun haben ( Orem et al., 1985 Orem und Kubin, 2000 Horner, 2017 ) (siehe Diskussion zur η2-Statistik im Abschnitt „Respiratorische Neuronen“).

Diese Diskussion erweitert daher die alte Ansicht, dass das Zwerchfell und die thorakalen Atempumpenmuskeln die einzigen wichtigen Atemmuskeln sind. In dieser Hinsicht ist eine anhaltende Kontraktion des Zwerchfells angesichts einer Obstruktion der oberen Atemwege im Schlaf für eine wirksame Erzeugung eines Luftstroms zwecklos. Die Rachenmuskulatur spielt daher neben ihren anderen Rollen in anerkannteren Funktionen wie der Phonation und der Ernährung eine entscheidende Rolle bei der Lungenventilation.


Tests zur Bewertung des Hilum

Anomalien im Hilum werden in der Regel bei bildgebenden Untersuchungen festgestellt, aber oft sind weitere Tests erforderlich, um festzustellen, ob und wo ein Problem vorliegt.

Bildgebung

Auf einer Röntgenaufnahme des Thorax zeigt die Hilusregion einen Schatten, der aus der Kombination von Lymphknoten, Lungenarterien und Lungenvenen besteht.

Aufgrund der Überlappung dieser Strukturen kann es manchmal schwierig sein, eine Vergrößerung dieser Lymphknoten oder das Vorhandensein einer Raumforderung in dieser Region zu erkennen. Dies ist einer der Gründe, warum gewöhnliche Röntgenaufnahmen des Brustkorbs Lungenkrebs übersehen können.

Thorax-CT-Scans (insbesondere mit Kontrastmittel) können zu einer besseren Visualisierung dieser Strukturen führen. Eine Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist manchmal sehr hilfreich, wenn ein Tumor vermutet wird.

Radiologiebericht

Wenn ein Radiologe das Hilum betrachtet, wird er berichten, ob eine Symmetrie zwischen dem rechten und linken Hilum besteht sowie:  

  • Form: Ein verzweigtes Erscheinungsbild (Blutgefäße) ist normal.
  • Strahlenundurchlässigkeit: Das Hilum ist in der Regel zentral am dichtesten, mit einem dunkleren Erscheinungsbild zur Peripherie auf einer Röntgen- oder CT-Untersuchung des Brustkorbs.
  • Proportionale Größe: Der größte Teil (ungefähr zwei Drittel) der Gefäßdichte sollte im unteren Teil des Hilus liegen.
  • Absolute Größe: Jede Vergrößerung des Hilums wird festgestellt, aber meistens muss eine signifikante Vergrößerung vorhanden sein, um gesehen zu werden.

Abhängig von der jeweiligen Studie kann der Radiologe eine Hilusvergrößerung feststellen und falls vorhanden, wenn eine Hilusmasse oder eine Hiluslymphadenopathie (vergrößerte Hiluslymphknoten) vorhanden sind.

Verfahren

Zusätzlich zu bildgebenden Verfahren können Anomalien im Hilusbereich mit Tests wie einer Bronchoskopie identifiziert werden, einem Test, bei dem ein Schlauch durch den Mund in die großen Atemwege (Bronchien) eingeführt wird.

Ein Ultraschall, der über eine Ultraschallsonde durchgeführt wird, die während einer Bronchoskopie (ein endobronchialer Ultraschall) durchgeführt wird, kann manchmal Proben von abnormalem Gewebe erhalten, das in der Nähe der großen Atemwege liegt.

Ein als Mediastinoskopie bezeichneter Test (ein chirurgischer Eingriff, bei dem ein Chirurg in der Lage ist, den Bereich zwischen den Lungen, einschließlich der Hiluslymphknoten) zu untersuchen, kann erforderlich sein, um die Region besser sichtbar zu machen oder eine Biopsieprobe zu erhalten, obwohl PET-Scans dies ersetzt haben Dieses Verfahren ist in vielen Fällen erforderlich.


Tumormessungen sagen das Überleben von Lungenkrebspatienten voraus

Bei den zwei Dritteln der Lungenkrebspatienten mit lokal fortgeschrittener oder metastasierter Erkrankung wird die Tumorgröße derzeit nicht verwendet, um die Gesamtüberlebenszeit vorherzusagen. Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern des UT Southwestern Medical Center hat jedoch gezeigt, dass selbst in fortgeschrittenen Stadien die Gesamttumorgröße einen großen Einfluss auf das Überleben haben kann.

Anhand von Daten aus einer vom National Cancer Institute gesponserten Phase-3-Studie mit 850 Patienten mit fortgeschrittenem Lungenkrebs überprüften Dr. David Gerber, Assistenzprofessor für Innere Medizin an der UT Southwestern, und Kollegen anderer akademischer medizinischer Zentren die aufgezeichneten Gesamttumordimensionen kann nicht nur den Primärtumor umfassen, sondern auch solche in Lymphknoten und anderen Stellen einer metastatischen Erkrankung. Das Team von Dr. Gerber fand heraus, dass Gesamttumormessungen von mehr als 3 Zoll kürzere Überlebenszeiten vorhersagten.

"Die traditionelle Ansicht ist, dass, sobald sich ein Krebs auf die Lymphknoten oder andere Organe ausgebreitet hat, es unwahrscheinlich ist, dass die Tumordimensionen die Patientenergebnisse beeinflussen", erklärte Dr. Gerber, Mitglied des Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center und Hauptautor von die Studium. "Die von uns gefundenen Überlebensunterschiede sind jedoch nicht nur statistisch signifikant, sondern auch klinisch bedeutsam."

In der im Internet veröffentlichten Studie Britisches Journal für Krebs, die durchschnittliche Gesamtgröße des Tumors betrug 7,5 Zentimeter oder ungefähr 3 Zoll. Patienten mit Gesamttumordimensionen über dieser Größe lebten durchschnittlich 9,5 Monate. Patienten mit einer Gesamtgröße von weniger als 7,5 Zentimetern lebten durchschnittlich 12,6 Monate, was einer Steigerung der Überlebensrate um 30 Prozent entspricht.

Wenn die Gesamttumordimension weiter in Quartile unterteilt wurde, waren die Überlebensunterschiede noch größer und reichten von 8,5 Monaten bis 13,3 Monaten. Diese Unterschiede blieben auch dann bestehen, wenn mehrere prognostische Faktoren wie Alter, Geschlecht und Art der Behandlung in die Analyse einbezogen wurden.

Dr. Gerber erklärte, dass diese Ergebnisse, wenn sie in anderen Populationen bestätigt werden, zukünftige klinische Studien und die Patientenversorgung beeinflussen könnten.

"Letztendlich könnten klinische Forscher diese Informationen bei der Überprüfung der Ergebnisdaten berücksichtigen, um sicherzustellen, dass Überlebensunterschiede auf Behandlungseffekte und nicht auf Basislinienunterschiede in den Gesamttumordimensionen zurückzuführen sind", sagte er. "Ärzte Ärzte können die Informationen auch verwenden, um die Prognose abzuschätzen."

Präzise Messungen von Lungenkrebstumoren können verwendet werden, um die Therapie anzupassen und Ärzten zu helfen, Patienten zu den besten klinischen Studien zu führen, fügte er hinzu.

Während die Studie nicht versuchte, die biologischen Gründe zu erklären, warum diese Größenassoziation zutreffen könnte, verbinden eine Reihe präklinischer Beobachtungen die Tumorgröße mit der therapeutischen Resistenz. Es wird allgemein angenommen, dass mit dem Wachstum von Tumoren der Anteil der Zellen, die gegen eine Chemotherapie resistent sind, zunimmt. Größere Krebsarten können auch eine relativ schlechte Blutversorgung und ausgeprägtere Gradienten des interstitiellen Drucks, der Hypoxie und des Säuregehalts aufweisen, was die Empfindlichkeit der Tumorzellen gegenüber Chemotherapeutika und Strahlenbehandlungen beeinflussen kann.


Unbewusste Kontrolle der Atmung

Die unbewusste Atmung wird kontrolliert durch Atemzentren in der Medulla und Pons des Hirnstamms (siehe Abbildung 13.3.4). Die Atemzentren regulieren die Atemfrequenz automatisch und kontinuierlich nach den Bedürfnissen des Körpers. Diese werden hauptsächlich durch die Blutsäure oder den pH-Wert bestimmt. Wenn Sie beispielsweise Sport treiben, steigt der Kohlendioxidspiegel im Blut aufgrund der erhöhten Zellatmung der Muskelzellen. Das Kohlendioxid reagiert mit Wasser im Blut, um Kohlensäure zu produzieren, wodurch das Blut saurer wird, sodass der pH-Wert sinkt. Der Abfall des pH-Wertes wird durch Chemorezeptoren in der Medulla nachgewiesen. Der Sauerstoff- und Kohlendioxidspiegel im Blut wird neben dem pH-Wert auch von Chemorezeptoren in den Hauptarterien erfasst, die die „Daten“ an die Atmungszentren senden. Letztere reagieren, indem sie Nervenimpulse an das Zwerchfell senden und ihm „sagen“, sich schneller zusammenzuziehen, damit sich die Atemfrequenz beschleunigt. Bei schnellerer Atmung wird mehr Kohlendioxid aus dem Blut in die Luft freigesetzt und der pH-Wert des Blutes kehrt in den normalen Bereich zurück.

Abbildung 13.3.4 Zellhaufen im Pons und in der Medulla des Hirnstamms sind die Atmungszentren des Gehirns, die unwillkürlich die Kontrolle über die Atmung haben.

Die gegenteiligen Ereignisse treten ein, wenn der Kohlendioxidspiegel im Blut zu niedrig wird und der pH-Wert des Blutes ansteigt. Dies kann bei unfreiwilliger Hyperventilation auftreten, die bei Panikattacken, starken Schmerzen, Asthmaanfällen und vielen anderen Situationen auftreten kann. Wenn Sie hyperventilieren, blasen Sie viel Kohlendioxid aus, was zu einem Abfall des Kohlendioxidspiegels im Blut führt. Das Blut wird basischer (alkalischer), wodurch sein pH-Wert ansteigt.


Die häufigsten Ursachen einer Lungenmasse unterscheiden sich von denen eines Lungenknotens. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Anomalie bösartig (krebsartig) sein kann, ist bei einem Lungenknoten geringer als bei einer Raumforderung.

Krebs

Etwa 4-5% der in der Lunge gefundenen Massen entpuppen sich als Lungenkrebs. Diagnostische Tests würden die Art des Lungenkrebses bestimmen.

Die Behandlung von Lungenkrebs hat in den letzten Jahren Fortschritte gemacht, ebenso wie das Überleben. Denken Sie daran, insbesondere wenn Sie jemanden kennen, der vor mehr als ein oder zwei Jahren Lungenkrebs hatte.

In einigen Fällen kann fortgeschrittener Lungenkrebs (Stadium 4 Lungenkrebs) fast wie eine chronische Erkrankung behandelt werden. Immuntherapeutika (die ersten zugelassen im Jahr 2015 und jetzt sind vier verfügbar) können manchmal zu einer dauerhaften Reaktion führen (onkologische Fachsprache für vielleicht sogar eine Heilung) bei Menschen, die selbst im fortgeschrittensten Stadium der Krankheit sind.

Lungenkrebs ist derzeit die Hauptursache für Krebstodesfälle bei Männern und Frauen in den Vereinigten Staaten. Bei älteren Männern ist die Inzidenz rückläufig, bei jungen, nie rauchenden Frauen jedoch gestiegen.

Lungenkrebs kann sogar bei Menschen auftreten, die nie geraucht haben, und tatsächlich mehrheitlich (rund 80 Prozent) der Menschen, die zu diesem Zeitpunkt an Lungenkrebs erkranken, rauchen nicht, sie sind entweder ehemalige Raucher oder haben nie geraucht. Mindestens 20 Prozent der an Lungenkrebs erkrankten Frauen haben noch nie eine einzige Zigarette geraucht.

Andere Krebsarten als Lungenkrebs können auch als Masse in der Lunge auftreten. Dazu gehören Lymphome und Sarkome.

Metastasen (Ausbreitung) von Krebserkrankungen aus anderen Körperregionen in die Lunge sind eine weitere Ursache. Die häufigsten Krebsarten, die sich auf die Lunge ausbreiten, sind Brustkrebs, Dickdarmkrebs und Blasenkrebs.

Gutartige Ursachen

Manchmal haben Lungenmassen gutartige Ursachen. Diese gutartigen Ursachen sind kein Krebs und sie bilden keine Metastasen, aber einige können schwerwiegende gesundheitliche Komplikationen verursachen und müssen möglicherweise im Laufe der Zeit überwacht und/oder behandelt werden.

Einige gutartige Ursachen für eine Lungenmasse sind:

  • Gutartige (nicht krebsartige) Lungentumore: Wie Hamartome, die häufigste Art von gutartigen Lungentumoren
  • Lungenabszesse: Infektionen, die „abgemauert“ und vom Körper eingedämmt wurden
  • AV-Fehlbildungen: Abnormale Verbindung zwischen Arterien und Venen, die normalerweise von Geburt an vorhanden sind
  • Lipoid-Pneumonie
  • Pilzinfektionen: Wie Kokzidiomykose und Blastomykose
  • Parasitäre Infektionen: wie Echinococcus (Hydatidenzysten)
  • Aneurysmen der Lungenarterie: Eine Ausstülpung in den Arterien, die vom Herzen zur Lunge wandern, kann bei bildgebenden Verfahren als Masse erscheinen
  • Amyloidose: Eine Ansammlung abnormaler Proteine, die eine Masse bilden

BIOLOGIE

Die Zellmembran hat eine Doppelschicht, also zwei Schichten. Diese Schichten bestehen aus kleineren Teilen, die als Phospholipide bezeichnet werden und einen hydrophilen Kopf haben, der Wasser anzieht, und hydrophobe Schwänze, die Wasser abstoßen.

Stärke
- Jodlösung
- Blau Schwarz

Lipid
- braune Papiertüte
- durchscheinende Markierung

Protein
- Biuret-Lösung (zur Herstellung: Natriumhydroxid und Kupfersulfat)
- Violett

Robert Brown - 1827: Robert Brown entdeckte als erster Strukturen innerhalb der Zellen. Er entdeckt und beschrieb die Struktur des Zellkerns in Pflanzenzellen.

- Das Lichtmikroskop war das erste Mikroskop, das es ermöglichte, die Struktur von Zellen bei einer 6-10-fachen Vergrößerung sichtbar zu machen.

- Das Elektronenmikroskop 1933 verwendete Elektronenstrahlen, um Bilder bis zu 10 Millionen x zu vergrößern, sodass Zellstrukturen wie das endoplasmatische Retikulum und Lysosomen sichtbar waren

- Färbetechniken haben es ermöglicht, dicht gepackte Zellen, die Chromosomen genannt werden, zu entdecken, indem der Kontrast erhöht wird, was eine klarere Sicht ermöglicht.

- Röntgenmikroskop zeigt Form und Struktur von biologischen Molekülen z.B. Protein

Wasser
- Terrestrisch: Verfügbarkeit variiert (extrem knapp in Wüstenregionen)
- Wasser: leicht verfügbar

Sauerstoff
- Terrestrisch: reichlich
- Aquatisch: Sehr gering, gelöster Sauerstoff nimmt mit der Tiefe ab

Auftrieb
- Terrestrisch: Organismen mit geringem Auftrieb brauchen stärkere Skelette
- Aquatisch: Hoher Auftrieb

Viskosität (wie beständig)
- Terrestrisch: Niedrige Viskosität
- Aquatisch: Hohe Viskosität (widerstandsfähiger)

Temperatur
- Terrestrisch: Enorme Fluktuation, Höhe erhöhen, Temperatur senken
- Aquatisch: Weniger Variation, Erhöht die Tiefe, verringert die Temperatur

Um die Häufigkeit von Pflanzen oder sich langsam bewegenden Organismen zu messen, wird die Quadrat-Technik verwendet.

Zur Messung des Tierreichtums wird die Capture-Re-Capture-Methode verwendet.

Chloroplast, Sonnenlicht, Chlorophyll, Sauerstoff, Kohlendioxid

- Erhält alles Leben auf der Erde
- treibt den Kohlenstoff-Sauerstoff-Kreislauf an
- produziert Sauerstoff für Lebewesen
- versorgt Pflanzen mit Nahrung

Wenn eine Zelle größer wird, schrumpft das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen

Gewebe: Bestehend aus spezialisierten Zellen, die alle die gleichen spezialisierten Aufgaben erfüllen
- Tier: Hautzellen bilden Hautgewebe
- Pflanze: Wurzelhaarzellen bilden das Wurzelgewebe

Organe: Teil eines Organismus, der in sich geschlossen ist und eine bestimmte lebenswichtige Funktion hat
Pflanze: Wurzeln
Tier: Herz, Lunge, Nieren, Leber

Wasser (H2O) wird in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt

Die Reaktion findet im Chloroplasten innerhalb der Membranstapel statt, die Grana . genannt werden

Lichtunabhängige Reaktion

Wasserstoff und Kohlendioxid -> Glukose

- Sie testen auf Stärke statt auf Glukose, da Glukose als Stärke in der Pflanze gespeichert wird

- Pflanze produziert Glukose und speichert sie während des Prozesses der Photosynthese als Stärke

- Wenn Licht und Chlorophyll vorhanden sind, verfärbt sich das Blatt blauschwarz, wenn Jod hinzugefügt wurde

- Auf der mit Folie bedeckten Fläche, die das Sonnenlicht erreichen musste, wurde es nicht blau-schwarz, was bedeutet, dass keine Stärke vorhanden war, die beweist, dass Photosynthese stattfindet

- Auf dem bunten Blatt, wo kein Chlorophyll vorhanden ist (braune Flecken), änderten sich diese Bereiche nicht in blau-schwarz, wenn Jod hinzugefügt wurde


Unterricht über Lunge mit Informationen zum Coronavirus

Es ist zwar wichtig, im Biologieunterricht keine Angst vor dem aktuellen Coronavirus-Ausbruch zu schüren, aber es ist nicht zu leugnen, dass der Ausbruch dieses neuen Virus namens Covid-19 die Aufmerksamkeit der Schüler auf sich zieht. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) verfügt über eine hervorragende Website mit Materialien, die Ärzten und Entscheidungsträgern auf der ganzen Welt helfen. Eine Seite ist den Ratschlägen für die Öffentlichkeit gewidmet und enthält eine Reihe von Mythbuster-Postern. Das sind gute allgemeine Informationen.

Dieser Vorschlag wäre eine großartige Übung in der Fähigkeit, das Verständnis der IB-Biologie auf neue Beispiele anzuwenden.

Aktivitätsvorschlag

Sehen Sie sich das Video an und besprechen Sie die kleinen Fehler bei der Verwendung von Alveolen und Alveolen,

Beantworten Sie folgende Fragen

Fragen zur Lungenanatomie und -behandlung

  1. Die 600 Millionen Lungenbläschen im menschlichen Körper haben dünne Wände? Warum ist die Wand von Alveolen und Kapillaren sehr dünn?
  2. Warum verursacht eine Entzündung ein Problem für den Gasaustausch in der Lunge?
  3. Wenn Patienten Schwierigkeiten beim Atmen haben, werden sie oft an ein Beatmungsgerät angeschlossen. Was macht ein Beatmungsgerät?
  4. Geben Sie an, warum jede der folgenden Verbesserungen bei der Behandlung von Patienten Ihrer Meinung nach Leben rettet.
    1. Verwenden einer Strategie mit niedrigem Tidalvolumen.
    2. Lähmung von Patienten, während sie sich an einem Beatmungsgerät befinden.
    3. Patienten in Bauchlage bringen.

    Ein ausgezeichnetes, durch und durch informatives Video, das die Geschichte des Virus, die Symptome und die Behandlung von Patienten mit der Krankheit behandelt.


    Stipendien

    Dr. Bhattacharya ist der Direktor eines von den NIH finanzierten Schulungsprogramms. Ziel dieses Programms ist es, eine neue Generation von promovierten Doktoranden und Doktoranden auszubilden, um zukünftige Führungskräfte in der grundlegenden und translationalen Erforschung wichtiger Lungenerkrankungen zu werden. Der Schwerpunkt liegt auf der Lungenbiologie unter Einbeziehung von Molekularbiologie, Genetik, Epigenetik und molekularer Bildgebung. The spectrum of lung disease includes asthma, COPD, lung cancer, cystic fibrosis, sleep, acute lung injury, pediatric pulmonary disease, and immunologic pulmonary disease. The training program provides world-class mentorship in the sciences, training in competitive grant writing, and is committed to an educational environment designed to provide trainees with the necessary skills to become successful independent investigators.

    The mentors are specialists in basic and translational lung research, as well as specialists from non-lung areas whose expertise bears on lung disease who have in total, trained 72 postdoctoral trainees in the last 10 years. Of these trainees, 39 hold advanced academic positions. For details of this training program, please contact Rashmi Patel ([email protected]).


    Schau das Video: IB u0026 - Photosynthesis Part 1 (Kann 2022).