Kas yra kvėpavimas: funkcija, mechanizmas ir svarbūs faktai

Sužinokite, kas yra kvėpavimas, jo funkciją, mechanizmą ir svarbiausius faktus — kaip deguonis ir CO2 keičiasi, kvėpavimo dažnis, sveikatos patarimai ir praktika.

Kvėpavimas - tai oro judėjimas į plaučius ir iš jų. Įeinantis ir išeinantis oras vadinamas kvėpavimu. Jei žmogus negali kvėpuoti, jis miršta.

Kvėpavimas padeda žmonėms atlikti du labai svarbius dalykus:

1. Gaukite deguonies į organizmą. Kiekvienai kūno daliai reikia deguonies, kad išgyventų. Vienintelis būdas gauti deguonies - kvėpuoti.
2. Iš organizmo pašalinkite anglies dioksidą (CO₂ ). Kai organizmas gamina energiją, lieka anglies dioksido. Organizmas turi atsikratyti papildomo anglies dioksido, nes per didelis jo kiekis yra nuodingas. Vienintelis būdas, kaip žmogus gali atsikratyti anglies dioksido, yra kvėpuoti.

Kai žmogus įkvepia, į plaučius patenka oro. Ore yra deguonies. Deguonis iš plaučių patenka į žmogaus kraują. Kai deguonis patenka į kraujotaką, iš jos išsiskiria papildomas anglies dioksidas ir patenka į plaučius. Tai vadinama dujų apykaita: deguonis ir anglies dioksidas keičiasi vietomis. Deguonis patenka į kraujotaką, kuri gali jį pernešti į visas kūno dalis. Anglies dioksidas taip pat patenka į plaučius, iš kurių gali būti iškvėptas.

Suaugusieji kvėpuoja maždaug 18 kartų per minutę, t. y. daugiau nei 25 000 kartų per dieną. Vaikai kvėpuoja dar greičiau.

Kvėpavimo takai ir plaučių struktūra

Kvėpavimo sistema prasideda nosimi arba burna, iš jų oras praeina per gerklę (ryklę), į balso dėžę (gerklas) ir toliau į trachėją (traukinį). Trachėja šakojasi į dešinį ir kairį bronchus, kurie veda į plaučius. Kiekvienas bronchus dalijasi į mažesnes broncheoles, o galiausiai oro pabaigoje yra alveolės – smulkūs oro maišeliai, kurių sienelės yra plonos ir gerai aprūpintos kraujagyslėmis. Būtent alveolėse vyksta didžioji dujų apykaita.

Kvėpavimo mechanizmas

Kvėpavimas yra mechaninis procesas, paremptas spaudimo pokyčiais krūtinės ląstos ertmėje. Pagrindiniai raumenys yra diafragma ir tarpraumeniniai raumenys (tarpšonkauliniai raumenys).

• Įkvėpimas: diafragma susitraukia ir nusileidžia, krūtinės ląsta plečiasi, plaučių tūris padidėja. Dėl to plaučių viduje sumažėja slėgis ir oras įsiurbiamas.
• Iškvėpimas: diafragma atsipalaiduoja, krūtinė susitraukia, plaučių tūris sumažėja, slėgis padidėja ir oras išstumiama iš plaučių. Ramybės metu iškvėpimas dažniausiai yra pasyvus (be aktyvaus raumenų susitraukimo), o fizinio krūvio metu dalyvauja papildomi raumenys.

Dujų apykaita išsamiau

Alveolėse deguonis pereina per ploną membraną į kraują difuzijos būdu. Deguonis prisijungia prie hemoglobino raudonųjų kraujo kūnelių pavidalu ir yra pernešamas į audinius. Audiniuose deguonis atiduodamas, o į kraują pereina anglies dioksidas – šalutinis medžiagų apykaitos produktas. Anglies dioksidas grįžta į plaučius ir iškvepiamas.

Kvėpavimo kontrolė

Kvėpavimą reguliuoja centrinės nervų sistemos kvėpavimo centrai (dažniausiai pailgoji smegenų dalis – medulla oblongata ir mozginės dalys). Chemo­receptoriai organizme stebi kraujo rodiklius (pO2, pCO2 ir pH). Labiausiai kvėpavimo dažnį stimuliuoja padidėjęs CO₂ kiekis ir susidaręs rūgštinis pH pokytis: organizmas reaguoja dažnindamas kvėpavimą, kad pašalintų perteklinį anglies dioksidą.

Kvėpavimo dažnis ir faktoriai, kurie jį veikia

• Normali suaugusio kvėpavimo dažnis ramybės būsenoje dažniausiai yra apie 12–20 įkvėpimų per minutę; tekste minimas vidurkis ~18 yra tipiškas pavyzdys.
• Vaikai kvėpuoja greičiau: kūdikiai ir mažesni vaikai gali kvėpuoti 30 ir daugiau kartų per minutę.
• Veiksniai, didinantys kvėpavimo dažnį: fizinis krūvis, stresas, karštis, karščiavimas, aukštis (mažesnis deguonies slėgis), įvairios ligos (pvz., infekcijos, astma).

Dažniausiai pasitaikančios kvėpavimo problemos

Štai keli dažni sutrikimai, susiję su kvėpavimu:

• Astma: lėtinis uždegimas, sukeliantis bronchų spazmus ir kvėpavimo sunkumus.
• Chroninė obstrukcinė plaučių liga (COPD): apima emfizemą ir lėtinį bronchitą; būdinga kvėpavimo takų užsikimšimas ir sumažėjusi plaučių funkcija.
• Pneumonija (plaučių uždegimas): infekcija, kuri gali sukelti sunkų kvėpavimo sutrikimą.
• Miego apnėja: kvėpavimo sustojimai miego metu, kai kvėpavimo takai užsikemša arba kvėpavimas nutrūksta dėl centrinės priežasties.

Pirmoji pagalba ir kada kreiptis į gydytoją

• Jei žmogus negali kvėpuoti arba kvėpavimas labai sunkus (dusulys, mėlynas lūpų arba veido atspalvis, sąmonės praradimas), reikėtų nedelsiant kviesti greitąją pagalbą.
• Esant užspringimui, jeigu kvėpavimo takai užblokuoti, reikia naudoti Heimlicho manevrą arba kitas patvirtintas pirmosios pagalbos priemones.
• CPR (kardiopulmoninė reanimacija) reikalinga, jei asmuo nebeįkvepia ir neturi pulso; tai atlikti turi apmokytas asmuo arba pagal telefono nurodymus.

Kaip palaikyti sveiką kvėpavimą

• Nerūkykite ir venkite pasyvaus rūkymo.
• Skiepijimasis nuo gripo ir pneumokokinės infekcijos gali apsaugoti plaučius nuo sunkių ligų.
• Reguliarus fizinis aktyvumas gerina kvėpavimo raumenų ištvermę ir plaučių funkciją.
• Venkite oro užterštumo, dirgiklių ir alergenų, ypač jei sergate astma ar kitomis lėtinėmis ligomis.
• Mokykitės kvėpavimo pratimų (pvz., lėtas įkvėpimas per nosį, ilgas iškvėpimas per burną), ypač jei turite kvėpavimo sutrikimų ar norite sumažinti stresą.

Santrauka: kvėpavimas yra gyvybiškai svarbus procesas, leidžiantis organizmui gauti deguonį ir pašalinti anglies dioksidą. Jį užtikrina sudėtinga anatomija, mechanika ir nervų sistemos kontrolė. Rūpinantis kvėpavimo sveikata galima išvengti daugumos problemų ir užtikrinti geresnę gyvenimo kokybę.

Kaip smegenys valdo kvėpavimą

Kvėpavimą valdo smegenų kamieno dalis, vadinama pailgosiomis smegenimis. Medulos smegenų neuronų grupės nurodo kvėpavimo raumenims, kada kvėpuoti, kada kvėpuoti greičiau ir kada lėčiau.

Smegenų kamienas matuoja, kiek anglies dioksido yra žmogaus kraujyje. Jei anglies dioksido yra per daug, smegenys liepia organizmui kvėpuoti greičiau. Tai padeda žmogui iškvėpti papildomą anglies dioksido kiekį. Kai anglies dioksido kiekis kraujyje vėl tampa normalus, smegenys vėl liepia kūnui kvėpuoti lėčiau.

Organizmas taip pat matuoja deguonies kiekį kraujyje. Jei kraujyje trūksta deguonies, smegenys liepia kūnui kvėpuoti greičiau, kad jis pasisavintų daugiau deguonies. Kai kraujyje deguonies bus pakankamai, smegenys vėl lieps kūnui kvėpuoti lėčiau.

Pailgosios smegenys (raudona spalva)

Kvėpavimo raumenys

Kad žmogus galėtų kvėpuoti, tam tikri raumenys turi susitraukti (įsitempti) ir atsipalaiduoti reikiamu metu. Specialios neuronų grupės, esančios smegenyse, nurodo šiems kvėpavimo raumenims, kada jie turi susitraukti (kad žmogus įkvėptų) ir kada atsipalaiduoti (kad žmogus iškvėptų). Yra kelios pagrindinės kvėpavimą kontroliuojančių raumenų grupės.

Diafragma

Diafragma yra pagrindinis kvėpavimą kontroliuojantis raumuo. Tai yra raumens lapas, einantis išilgai krūtinės ląstos apačios. Kai diafragma atsipalaidavusi, ji yra kupolo formos (kaip pusė apskritimo). Kai smegenys liepia diafragmai priversti kūną įkvėpti, diafragma traukiama žemyn ir ištiesinama. Taip krūtinės ląstoje atsiranda daugiau vietos ir plaučiai gali prisipildyti oro. Oras patenka į plaučius (tai įkvėpimas). Kai ateina laikas iškvėpti, diafragma vėl atsipalaiduoja, ir oras iš plaučių išeina.

Apie 60-70 proc. kvėpavimo gebėjimo priklauso nuo diafragmos.

Diafragmą valdo specialūs nervai, vadinami freniniais nervais. Smegenų ląsta praneša diafragmai, kada ji turi susitraukti, siųsdama pranešimus per nervus. Kadangi diafragma yra labai svarbi kvėpavimui, pilvo nervai organizme yra labai gerai apsaugoti. Jie yra pačiame nugarossmegenų viršuje, netoli kaklo.

Tarpšonkauliniai raumenys (šonkaulių raumenys)

Tarpšonkauliniai raumenys yra tarp kiekvieno šonkaulio. Kai žmogui reikia įkvėpti, šie raumenys susitraukia ir traukia šonkaulius į viršų. Taip krūtinėje atsiranda daugiau vietos plaučiams užpildyti.

Kai žmogus ilsisi, apie 30-40 % jo kvėpavimo gebėjimo lemia tarpšonkauliniai raumenys.

Tarpšonkaulinius raumenis valdo tarpšonkauliniai nervai. Tarpšonkauliniai raumenys, siųsdami pranešimus šiais nervais, nurodo, kada jiems susitraukti. Tarpšonkauliniai nervai nėra taip gerai apsaugoti kaip pilvo nervai. Tarpšonkauliniai nervai eina išilgai krūtininės stuburo dalies (kuri yra nugaros viršutinėje ir vidurinėje dalyje) ir jungiasi su tarpšonkauliniais raumenimis. Tai reiškia, kad jei žmogus susižeidė krūtininę stuburo dalį, jis gali negalėti naudotis tarpšonkauliniais raumenimis. Tokiu atveju jis prarastų 30-40 % gebėjimo kvėpuoti. Tačiau, kadangi diafragmą valdantys nervai yra daug aukščiau stubure ir yra geriau apsaugoti, žmogus vis tiek galėtų kvėpuoti diafragma. Jo kvėpavimo gebėjimas išliktų 60-70 %.

Pagalbiniai raumenys

Pagalbiniai raumenys - tai raumenys, kuriuos žmogus naudoja tik tada, kai jam reikia papildomos pagalbos kvėpuojant. Kartais tai yra normalu. Pavyzdžiui, jei žmogus ką tik atliko daug pratimų, jam gali prireikti papildomo deguonies kiekio. Smegenys lieps pagalbiniams raumenims įsijungti, kad žmogui būtų lengviau pakelti krūtinę ir plaučiai galėtų prisipildyti daugiau vietos. Svarbiausi pagalbiniai raumenys yra krūtinės, pilvo ir kaklo raumenys.

Tačiau jei ilsėdamasis žmogus turi kvėpuoti pagalbiniais raumenimis, tai ženklas, kad jis negauna organizmui reikiamo deguonies kiekio. Gali prireikti vaistų, papildomo deguonies per kaukę arba net skubios medicininės pagalbos, kad padėtų normaliai kvėpuoti. Pavyzdžiui, astma ar lėtine obstrukcine plaučių liga (LOPL) sergantys žmonės, kai jiems sunku kvėpuoti, dažnai naudoja inhaliatorių. Inhaliatorius į trachėją ir plaučius suleidžia vaistus, pavyzdžiui, albuterolį. Dėl to kvėpavimo takai tampa platesni ir padeda žmogui kvėpuoti geriau nei anksčiau.

Diafragmos (žalia spalva) veikimo animacija


Inhaliatorius

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra kvėpavimas?

K: Kodėl kvėpavimas yra svarbus?

K: Kodėl kiekvienai kūno daliai reikia deguonies?

K: Kas atsitinka, kai žmogus įkvepia?

K: Kas yra dujų apykaita?

K: Kaip dažnai kvėpuoja suaugusieji?

K: Kodėl vaikai kvėpuoja dar greičiau?

Paieška pagal raidę