Kvėpavimas: procesas ir funkcija

Kas yra kvėpavimas?

Kvėpavimas yra gyvybiškai svarbus procesas, kurio metu deguonis absorbuojamas iš oro (išorinis kvėpavimas) ir transportuojamas į visas kūno ląsteles, kur naudojamas energijai generuoti (vidinis kvėpavimas). Taip susidaro vanduo ir anglies dioksidas. Pastarasis išleidžiamas į orą, kad būtų iškvėptas plaučiuose ir taip pašalintas iš organizmo. Tačiau kaip detaliai veikia žmogaus kvėpavimas?

Išorinis kvėpavimas

Išorinis kvėpavimas (plaučių kvėpavimas) vyksta plaučiuose. Tai reiškia deguonies suvartojimą iš oro, kuriuo kvėpuojame, ir anglies dioksido išsiskyrimą į orą, kuriuo kvėpuojame. Visą procesą kontroliuoja kvėpavimo centras smegenyse. Išsamiau, išorinis kvėpavimas vyksta taip:

Deguonies turtingas kvėpavimo oras per burną, nosį ir gerklę patenka į trapą, kur pakeliui sušildomas, sudrėkinamas ir išvalomas. Iš trachėjos jis tęsiasi į bronchus ir smulkesnes jų šakas – bronchioles. Bronchiolių gale oras, kuriuo kvėpuojame, patenka į maždaug 300 milijonų oro maišelių (alveoles). Jie turi labai plonas sieneles ir yra apsupti labai smulkių kraujagyslių (kapiliarų) tinklo. Čia vyksta dujų mainai:

Hemoglobinas su krauju perneša surištą deguonį į visus organus ir ląsteles, kuriems jo reikia energijai gaminti.

Beje, alveolių, per kurias vyksta dujų mainai, paviršiaus plotas yra nuo 50 iki 100 kvadratinių metrų. Tai yra maždaug penkiasdešimt kartų daugiau nei kūno paviršiaus plotas.

Vidinis kvėpavimas

Vidinis kvėpavimas taip pat žinomas kaip audinių kvėpavimas arba ląstelių kvėpavimas. Jame aprašomas biocheminis procesas, kurio metu organinės medžiagos keičiamos (oksiduojamos) deguonies pagalba, siekiant išlaisvinti medžiagose sukauptą energiją ir padaryti ją panaudotą ATP (adenozintrifosfato) pavidalu. ATP yra svarbiausia energijos kaupimo ląstelės viduje forma.

Vidinio kvėpavimo metu anglies dioksidas susidaro kaip atliekos. Iš kraujo jis pernešamas į plaučius ir ten iškvepiamas (kaip išorinio kvėpavimo dalis).

Kvėpavimo raumenys

Kūnui reikia kvėpavimo raumenų, kad įkvėptų ir iškvėptų orą. Ramybės kvėpavimo metu, kuris dažniausiai yra kvėpavimas krūtine, diafragma yra svarbiausias įkvėpimo raumuo. Taip pat padeda trys šonkaulius pakeliantys raumenys, kurie prisitvirtina prie kaklo slankstelių. Tarpšonkauliniai raumenys padeda tik stabilizuoti krūtinės sienelę ramybės metu.

Hemoglobinas su krauju perneša surištą deguonį į visus organus ir ląsteles, kuriems jo reikia energijai gaminti.

Beje, alveolių, per kurias vyksta dujų mainai, paviršiaus plotas yra nuo 50 iki 100 kvadratinių metrų. Tai yra maždaug penkiasdešimt kartų daugiau nei kūno paviršiaus plotas.

Vidinis kvėpavimas

Vidinis kvėpavimas taip pat žinomas kaip audinių kvėpavimas arba ląstelių kvėpavimas. Jame aprašomas biocheminis procesas, kurio metu organinės medžiagos keičiamos (oksiduojamos) deguonies pagalba, siekiant išlaisvinti medžiagose sukauptą energiją ir padaryti ją panaudotą ATP (adenozintrifosfato) pavidalu. ATP yra svarbiausia energijos kaupimo ląstelės viduje forma.

Vidinio kvėpavimo metu anglies dioksidas susidaro kaip atliekos. Iš kraujo jis pernešamas į plaučius ir ten iškvepiamas (kaip išorinio kvėpavimo dalis).

Kvėpavimo raumenys

Kūnui reikia kvėpavimo raumenų, kad įkvėptų ir iškvėptų orą. Ramybės kvėpavimo metu, kuris dažniausiai yra kvėpavimas krūtine, diafragma yra svarbiausias įkvėpimo raumuo. Taip pat padeda trys šonkaulius pakeliantys raumenys, kurie prisitvirtina prie kaklo slankstelių. Tarpšonkauliniai raumenys padeda tik stabilizuoti krūtinės sienelę ramybės metu.

Jei kas nors jaučia, kad negauna pakankamai oro, tai vadinama dusuliu arba dusuliu. Sergantys dažnai bando patenkinti deguonies poreikį greitai ir paviršutiniškai kvėpuodami (hiperventiliacija) arba kvėpuodami giliau.

Yra daug galimų dusulio priežasčių. Kartais tai sukelia plaučių liga, tokia kaip astma, LOPL, pneumonija ar plaučių embolija. Širdies ligos, tokios kaip širdies nepakankamumas ar širdies priepuolis, taip pat gali sukelti dusulį. Kitais atvejais priežastis yra krūtinės ląstos sužalojimai (pvz., šonkaulių lūžiai), cistinė fibrozė, alerginės reakcijos arba kvėpavimo takų infekcijos (pvz., difterija). Galiausiai, yra ir psichogeninis dusulys: čia dusulys atsiranda, pavyzdžiui, dėl streso, depresijos ar nerimo sutrikimų.

Jei deguonies kiekis kraujyje sumažėja dėl kvėpavimo sistemos sutrikimo, tai vadinama hipoksija. Tai greitai tampa pavojinga gyvybei, kai visiškai sustoja kvėpavimas (apnėja): po maždaug keturių minučių be deguonies smegenų ląstelės pradeda mirti, o tai sukelia smegenų pažeidimą ir galiausiai mirtį.