Si es posible vivir con un solo pulmón, ¿por qué necesitamos realmente dos pulmones?

Se han dado algunas respuestas perspicaces para esta pregunta. Particularmente me gustó Paul King’s, como también hago muchas de sus otras respuestas.

Hay un par de cosas que quería agregar a la conversación, la primera es que a menudo vemos sistemas de órganos a través de la lente de un único contexto funcional a través del cual aprendemos sobre ellos. Por ejemplo, “los pulmones tienen que ver con el intercambio de gases”.

Si bien es cierto hasta cierto punto, también tienen otras funciones como la conversión de angiotensina I-II por la enzima convertidora de angiotensina en los capilares pulmonares, funcionan como un reservorio de sangre para el aumento rápido del gasto cardíaco en la estimulación simpática (que depende en gran medida del volumen total de sangre pulmonar ), Intercambio térmico en las vías respiratorias superiores, vocalización, … y la lista continúa. Mi punto es que no están “optimizados” para nada. Ningún sistema de órganos es …

La segunda cosa que quería mencionar es la noción de factores de seguridad biológica. Este es un tema complicado en las discusiones de biología porque los factores de seguridad son una característica de diseño utilizada por los ingenieros, y como tal, el concepto es abusado a veces por las partes interesadas que no están familiarizadas con la naturaleza estocástica de la teoría evolutiva (es decir, los sistemas vivos no están diseñados) .

La idea aquí es que los planes corporales se pueden seleccionar hacia las anatomías que pueden soportar un rango funcional que puede explicar la pérdida parcial de una función determinada o cambios significativos en el entorno para garantizar la supervivencia del organismo.

Por ejemplo, tetinas de mamíferos … En algunos mamíferos, como los gatos, el número de tetotes típicamente presentes en las hembras (8-10) es aproximadamente dos veces el tamaño normal de la camada (4-5 gatitos), que también es aproximadamente el máximo tamaño de la camada (8-10 gatitos). Esto da un factor de seguridad de 2. La misma idea va para los humanos. El tamaño normal de la camada es uno, el máximo es aproximadamente dos. Es difícil imaginar que los trillizos y cuatrillizos fueran una ocurrencia común antes de que los avances en la tecnología médica hicieran este tipo de embarazos seguros tanto para la madre como para los niños.

En cuanto a los pulmones humanos, una respiración normal es de aproximadamente 500 ml. La ventilación minuto se trata,

  • [math] \ frac {.5L} {breath} * \ frac {20breaths} {min} = \ frac {10L} {min} [/ math] [math]. [/mates]

Durante la actividad, como el esprint duro, tomamos respiraciones más grandes a un ritmo más rápido, por ejemplo:

  • [math] \ frac {4.5L} {breath} * \ frac {40breaths} {min} = \ frac {180L} {min} [/ math]

El factor de seguridad aquí es 18. Así que sí, puedes vivir solo un pulmón, pero el esfuerzo físico se vuelve limitante y esto puede tener efectos nocivos sobre otras funciones pulmonares.

** Los volúmenes pulmonares son aproximados y provienen de wikipedia [1].

Notas a pie de página

[1] Volúmenes pulmonares

Si es posible vivir con un solo pulmón, ¿por qué realmente necesitamos dos pulmones?

La pregunta del OP tiene un supuesto oculto, que los dictados de la lógica y la apreciación de la eficiencia de un ingeniero de alguna manera informan nuestro diseño. Nada mas lejos de la verdad. Nuestra construcción actual, con pulmones bilaterales, refleja miles de millones de años de evolución. En cada etapa, a medida que un ancestro se transformaba lentamente en su sucesor, Natural Selection trabajaba con el genoma y otros materiales disponibles.

Por lo tanto, la respuesta a la pregunta no se puede aprender mediante un análisis de las peculiaridades y compromisos de nuestra construcción actual. En cambio, radica en la historia de nuestra evolución y los mecanismos de la selección natural.

Hay una suposición en esta pregunta que revela algo sobre la naturaleza de la biología: la biología funciona en proporciones, no en conteos.

Considere los siguientes hechos sobre el órgano:

  • Tenemos 2 pulmones; el pulmón izquierdo tiene 2 lóbulos, mientras que el pulmón derecho tiene 3 lóbulos.
  • El hígado tiene 3 lóbulos cuando se ve desde la parte superior, pero 5 lóbulos cuando se ve desde la parte inferior.
  • El cerebro tiene 2 hemisferios, cada uno de los cuales tradicionalmente tiene 4 lóbulos cerebrales, pero todos se fusionan entre sí. La base del cerebro se fusiona en 1.
  • Tenemos 1 sistema circulatorio pero numerosas arterias y venas.

Una forma más natural de pensar sobre la organización biológica de la anatomía es dividirla en dos consideraciones:

  1. Cantidad de tejido: la relación de un tipo de tejido en relación con el tamaño del cuerpo como un todo; y
  2. La estructura, organización y distribución de un tipo de tejido

Desde la perspectiva de la anatomía biológica, lo que importa es la cantidad de tipo de tejido en relación con las necesidades del cuerpo como un todo. En el caso de los pulmones, la evolución ha seleccionado una cierta cantidad de capacidad pulmonar para satisfacer una gama de necesidades de oxígeno del cuerpo.

Una consideración secundaria es cómo organizar el tejido pulmonar. Hay una cierta ventaja en dividir el tejido pulmonar por igual a ambos lados del cuerpo y tener todo el tejido pulmonar en un lado. También hay una ventaja estructural de tener los pulmones separados, el principal es que los bronquios se bifurcan naturalmente, y que hay un lugar para el corazón y otros órganos “indivisibles” en el medio. La separación también disminuye la posibilidad de que los problemas o las enfermedades se propaguen entre sí.

En cualquier caso, la simetría bilateral del cuerpo se estableció en el programa evolutivo incluso antes del surgimiento de los vertebrados hace más de 500 millones de años. Es una de las primeras características que surgen durante el desarrollo embriológico. Como resultado, cualquier órgano en el lado derecho del cuerpo debe aparecer a la izquierda a menos que haya genes especiales múltiples para prevenirlo.

Es seguro, siempre y cuando la capacidad total de intercambio de gas pulmonar sea lo suficientemente grande como para cubrir nuestras necesidades, como es habitual, de lo contrario ninguna persona con cáncer de pulmón, por ejemplo, que necesitara extirparse quirúrgicamente un pulmón, sobreviviría. El problema suele surgir cuando una persona así porque ha fumado mucho en el pasado ha dañado sus pulmones, por lo que el pulmón que queda en su lugar tiene menos capacidad funcional (EPOC, enfisema, pérdida de tejido pulmonar) lo que los hace menos capaces de realizar un esfuerzo.

Robustez. ¿Por qué un organismo biológico solo tiene uno de algo cuando puede tener una copia de seguridad? Claramente, no querrás 200 pulmones porque entonces los recursos que tendrías que tener para mantenerlos en funcionamiento serían una locura, pero tener más permite que algunos fallen y todavía estás bien. Así que hay una optimización entre la solidez y el costo de los recursos, y la evolución se ha conformado con que tengamos un extra como una buena compensación.

Tenemos una simetría bilateral en general para muchos de los órganos importantes en nuestros cuerpos. La simetría bilateral nos proporciona cierta protección de respaldo contra lesiones. Si algo le sucede a un pulmón, un riñón, un ojo o una mano, aún podemos sobrevivir, aunque no del todo.

  • MJM, que a veces tiene dos mentes al pensar en tales preguntas …

Sí, es posible vivir con un solo pulmón.
No sabía más al respecto pero vivo un pulmón antes de un mes, finalmente los médicos me dijeron que había perdido por completo mi causa pulmonar de infusión pleural. Veamos qué sucederá en el futuro.

Edit 1: después de 2 años viviendo felizmente y me olvidé por completo de que tengo un solo pulmón e incluso mis mejores amigos no lo saben.