Elpošana: process un funkcija

Kas ir elpošana?

Elpošana ir vitāli svarīgs process, kurā skābeklis tiek absorbēts no gaisa (ārējā elpošana) un tiek transportēts uz visām ķermeņa šūnām, kur to izmanto enerģijas radīšanai (iekšējā elpošana). Tas rada ūdeni un oglekļa dioksīdu. Pēdējais tiek izlaists gaisā, lai to izelpotu plaušās un tādējādi izvadītu no ķermeņa. Bet kā cilvēka elpošana darbojas sīkāk?

Ārējā elpošana

Ārējā elpošana (plaušu elpošana) notiek plaušās. Tas attiecas uz skābekļa uzņemšanu no gaisa, ko elpojam, un oglekļa dioksīda izdalīšanos gaisā, ko elpojam. Visu procesu kontrolē elpošanas centrs smadzenēs. Precīzāk, ārējā elpošana notiek šādi:

Ar skābekli bagātais elpošanas gaiss caur muti, degunu un rīkli ieplūst elpas caurulē, kur tas tiek sasildīts, samitrināts un attīrīts. No trahejas tas turpinās bronhos un to mazākajos zaros - bronhiolos. Bronhiolu galā gaiss, ko mēs elpojam, nonāk aptuveni 300 miljonos gaisa maisu (alveolos). Tiem ir ļoti plānas sienas, un tos ieskauj ļoti smalku asinsvadu (kapilāru) tīkls. Šeit notiek gāzes apmaiņa:

Hemoglobīns transportē saistīto skābekli ar asinsriti uz visiem orgāniem un šūnām, kam tas ir nepieciešams enerģijas ražošanai.

Starp citu, alveolu virsmas laukums, pa kurām notiek gāzu apmaiņa, kopumā aizņem 50 līdz 100 kvadrātmetrus. Tas ir apmēram piecdesmit reizes vairāk nekā ķermeņa virsmas laukums.

Iekšējā elpošana

Iekšējā elpošana ir pazīstama arī kā audu elpošana vai šūnu elpošana. Tas apraksta bioķīmisko procesu, kurā ar skābekļa palīdzību tiek mainītas (oksidētas) organiskās vielas, lai atbrīvotu vielās uzkrāto enerģiju un padarītu to izmantojamu ATP (adenozīntrifosfāta) veidā. ATP ir vissvarīgākais enerģijas uzkrāšanas veids šūnās.

Iekšējās elpošanas gaitā oglekļa dioksīds rodas kā atkritumi. Tas tiek transportēts no asinīm plaušās un tur izelpots (kā daļa no ārējās elpošanas).

Elpošanas muskuļi

Ķermenim ir nepieciešami elpošanas muskuļi, lai ieelpotu un izelpotu gaisu. Atpūtas elpošanas laikā, kas parasti ir elpošana ar krūtīm, diafragma ir vissvarīgākais ieelpošanas muskulis. Palīdz arī trīs ribu pacelšanas muskuļi, kas piestiprinās pie kakla skriemeļiem. Starpribu muskuļi kalpo tikai krūškurvja sienas stabilizēšanai atpūtas elpošanas laikā.

Hemoglobīns transportē saistīto skābekli ar asinsriti uz visiem orgāniem un šūnām, kam tas ir nepieciešams enerģijas ražošanai.

Starp citu, alveolu virsmas laukums, pa kurām notiek gāzu apmaiņa, kopumā aizņem 50 līdz 100 kvadrātmetrus. Tas ir apmēram piecdesmit reizes vairāk nekā ķermeņa virsmas laukums.

Iekšējā elpošana

Iekšējā elpošana ir pazīstama arī kā audu elpošana vai šūnu elpošana. Tas apraksta bioķīmisko procesu, kurā ar skābekļa palīdzību tiek mainītas (oksidētas) organiskās vielas, lai atbrīvotu vielās uzkrāto enerģiju un padarītu to izmantojamu ATP (adenozīntrifosfāta) veidā. ATP ir vissvarīgākais enerģijas uzkrāšanas veids šūnās.

Iekšējās elpošanas gaitā oglekļa dioksīds rodas kā atkritumi. Tas tiek transportēts no asinīm plaušās un tur izelpots (kā daļa no ārējās elpošanas).

Elpošanas muskuļi

Ķermenim ir nepieciešami elpošanas muskuļi, lai ieelpotu un izelpotu gaisu. Atpūtas elpošanas laikā, kas parasti ir elpošana ar krūtīm, diafragma ir vissvarīgākais ieelpošanas muskulis. Palīdz arī trīs ribu pacelšanas muskuļi, kas piestiprinās pie kakla skriemeļiem. Starpribu muskuļi kalpo tikai krūškurvja sienas stabilizēšanai atpūtas elpošanas laikā.

Ja kāds jūt, ka nesaņem pietiekami daudz gaisa, to sauc par elpas trūkumu vai aizdusu. Slimie bieži cenšas apmierināt savas vajadzības pēc skābekļa, ātri un sekli elpojot (hiperventilācija) vai elpojot dziļāk.

Ir daudzi iespējamie aizdusas cēloņi. Dažreiz to izraisa plaušu slimība, piemēram, astma, HOPS, pneimonija vai plaušu embolija. Sirds slimības, piemēram, sirds mazspēja vai sirdslēkme, var izraisīt arī elpas trūkumu. Citos gadījumos cēlonis ir krūškurvja traumas (piemēram, ribu lūzumi), cistiskā fibroze, alerģiskas reakcijas vai elpceļu infekcijas (piemēram, difterija). Visbeidzot, ir arī psihogēna aizdusa: šeit elpas trūkumu izraisa, piemēram, stress, depresija vai trauksmes traucējumi.

Ja skābekļa saturs asinīs samazinās elpošanas sistēmas traucējumu dēļ, to sauc par hipoksiju. Tas ātri kļūst dzīvībai bīstams, kad elpošana pilnībā apstājas (apnoja): pēc aptuveni četrām minūtēm bez skābekļa smadzeņu šūnas sāk mirt, izraisot smadzeņu bojājumus un galu galā nāvi.