Keuhkot ovat monien selkärankaisten (eläinten, joilla on selkäranka) elin. Se ottaa ilmasta happea ja poistaa hiilidioksidia. Useimmilla selkärankaisilla, joilla on keuhkot, niitä on kaksi.

Eläimillä keuhkot ovat alue, jossa kaasujen vaihto tapahtuu. Ilman kaasujenvaihtoa happi ei kulkeutuisi keuhkoista vereen, joten kehon solut eivät saisi hengitykseen tarvittavaa happea. Keuhkojen tehtävä on siten elintärkeä: ne mahdollistavat soluhengityksen ylläpitämisen siirtämällä happea vereen ja poistamalla siitä sitä vastoin syntyvää hiilidioksidia.

Keuhkorakkulat ovat kosteat, jotta happi pääsee kulkeutumaan keuhkoista keuhkorakkuloiden läpi verisuoniin ja punasoluihin. Hiilidioksidi kulkeutuu verestä keuhkorakkuloihin. Hapen täyttämä veri palaa takaisin sydämeen, ja keuhkorakkuloissa oleva hiilidioksidi työntyy ulos keuhkoista ja hengittämäämme ilmaan.

Keuhkojen rakenne

Keuhkot jakautuvat pääosin kahteen osaan: oikeaan ja vasempaan keuhkoon. Oikeassa keuhkossa on yleensä kolme lohkoa ja vasemmassa kaksi (vasemmalla on usein sydämen vaatima tilanvähennys). Ilma kulkeutuu hengitysteitä pitkin seuraavassa järjestyksessä: nenä/nenäontelo → nielu → henkitorvi → pääkeuhkoputket (bronchit) → pienemmät keuhkoputket → bronkiolit → keuhkorakkulat (alveolit). Joissakin osissa tekstiä käytetään myös termejä "johtava vyöhyke" (ei kaasujenvaihtoa) ja "hengitysvyöhyke" (jossa kaasujenvaihto tapahtuu).

Keuhkorakkuloita on ihmisellä noin 300 miljoonaa, ja niiden kokonaispinta-ala on suuri — useita kymmeniä neliömetrejä (arviolta noin 70 m²), mikä mahdollistaa tehokkaan kaasujenvaihdon. Keuhkorakkuloiden seinämät ovat erittäin ohuita (luokkaa 0,2–0,6 mikrometriä), jotta kaasut voivat diffundoitua nopeasti verisuoniin.

Kaasujenvaihto ja sen fysiologia

Kaasujenvaihto perustuu diffuusioon eli kaasujen liikkumiseen pitoisuus- tai osapaine-erojen mukaan. Veren hiilidioksidipitoisuus on keuhkoissa suurempi kuin alveoleissa, joten hiilidioksidi siirtyy verestä alveoliin. Vastaavasti ilman happipitoisuus (tai oikeammin happi-osapaine) alveoleissa on suurempi kuin keuhkoveressä, joten happea siirtyy vereen ja sitoutuu pääosin hemoglobiiniin punasoluissa.

Keuhkoissa on kaksi verenkierrossa toimivaa osaa: keuhkovaltimoverenkierto (pulmonaalikierto) kuljettaa vähähappista verta sydämestä keuhkoihin kaasujenvaihtoa varten, ja pienemmällä bronchiaalivaltimoiden järjestelmällä (bronchial circulation) tuodaan happea keuhkokudoksen omille soluille. Hyvä verenkierron ja ilmanvaihdon yhteensopivuus (ventilaatio-perfuusio, V/Q) on tärkeää, jotta happi ja hiilidioksidi vaihtuvat tehokkaasti.

Keuhkorakkuloiden pinnalla on pintajännitystä vähentävää ainetta, surfactanttia, jota tuottavat tyypin II alveolisolut. Surfactant estää alveolien luhistumista (atelektasia) ja helpottaa hengitystä. Vastasyntyneiden, erityisesti ennenaikaisesti syntyneiden vauvojen hengitysvaikeudet voivat johtua surfactantin puutteesta (NRDS).

Hengitysliikkeet ja ilman kulku

Hengitys tapahtuu kahdella päävaiheella: sisäänhengitys (inhalointi) ja uloshengitys (ekshalointi). Sisäänhengityksessä rinnakkaiset lihakset, erityisesti pallea (diaphragma) ja ulommat kylkivälilihakset, laajentavat rintakehää ja pienentävät keuhkojen sisäistä painetta, jolloin ilma virtaa sisään. Uloshengitys on levossa pääosin passiivinen prosessi, jossa pallean rentoutuessa ja rintakehän palautuessa takaisin ilma poistuu keuhkoista.

Hengitystä säätelee keskushermosto, erityisesti ydinjatke (medulla oblongata) ja aivosilta (pons), jotka reagoivat veren hiilidioksidin, hapen ja pH:n muutoksiin ja säätävät hengitystiheyttä ja -syvyyttä.

Keuhkojen suojamekanismit ja ylläpito

Keuhkoja suojaavat useat mekanismit: nenän karvat ja lima, kurkunpään refleksit, liman ja kiinteiden hiukkasten siirtävä mukosiliaarinen kuljetus, sekä keuhkojen makrofagit, jotka poistavat vieraita hiukkasia ja mikro-organismeja. Terveellinen elämäntapa — tupakoimattomuus, rokotukset influenssaa ja keuhkokuumetta vastaan, hyvä käsihygienia ja riittävä liikunta — ylläpitää keuhkojen toimintaa.

Yleisiä sairauksia

Keuhkosairaudet ovat moninaisia. Tavallisimpia ovat esimerkiksi:

  • Astma — krooninen tulehdussairaus, johon liittyy hengitysteiden supistuminen ja liman lisääntynyt tuotanto.
  • Keuhkoahtaumatauti (COPD) — usein tupakoinnin aiheuttama pitkäaikainen sairaus, jossa keuhkojen ilmanvaihto heikkenee.
  • Keuhkokuume (pneumonia) — infektio, joka saa keuhkokudoksen tulehtumaan ja heikentää kaasujenvaihtoa.
  • Keuhkofibroosi ja muut interstitiaaliset sairaudet — johtavat keuhkokudoksen arpeutumiseen ja jäykistymiseen.

Muita huomioita

Keuhkojen toiminta riippuu monesta tekijästä: ilmanlaadusta, verenkierron toiminnasta, hengityslihasten kunnosta ja keuhkokudoksen rakenteesta. Arvioitaessa keuhkojen toimintaa käytetään esimerkiksi spirometriaa (ilman virtausmittaus), röntgen- ja CT-kuvauksia sekä verikaasuanalyysejä. Jos sinulla on hengitysvaikeuksia, pitkittyvää yskää tai muita huolestuttavia oireita, on syytä hakeutua lääkärin arvioon.