Μηχανική της Αναπνευστικής Διαδικασίας

Η αναπνοή είναι μια από τις πιο σημαντικές ζωτικές λειτουργίες του ανθρώπου και των άλλων θηλαστικών, η οποία διασφαλίζει την ανταλλαγή αερίων μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος. Η διαδικασία της αναπνοής στον άνθρωπο αποτελείται από τρεις φάσεις: εξωτερική αναπνοή, μεταφορά αερίων με το αίμα και εσωτερική αναπνοή. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε τη μηχανική της εξωτερικής αναπνοής, που είναι η μηχανική διαδικασία πλήρωσης των πνευμόνων με αέρα (εισπνοή) και απελευθέρωσης αυτού του αέρα (εκπνοή).

Ο κύκλος της αναπνοής, που αποτελείται από εισπνοή και εκπνοή, επαναλαμβάνεται στον άνθρωπο 15-18 φορές το λεπτό. Όταν εισπνέετε, οι μεσοπλεύριοι μύες συστέλλονται, τραβώντας τα πρόσθια άκρα των πλευρών προς τα πάνω και προς τα εμπρός λόγω της «άρθρωσης» των πλευρών με τη σπονδυλική στήλη. Ταυτόχρονα, το διάφραγμα, που σχηματίζει το κάτω μέρος της θωρακικής κοιλότητας, συστέλλεται και γίνεται λιγότερο κυρτό στο πάνω μέρος του, γεγονός που αυξάνει και τον όγκο της θωρακικής κοιλότητας. Ο χώρος της θωρακικής κοιλότητας είναι κλειστός και αυτή η αύξηση του όγκου οδηγεί σε μείωση της πίεσης στους πνεύμονες. Όταν η πίεση πέσει κάτω από την ατμοσφαιρική πίεση, ο εξωτερικός αέρας ορμάει μέσω της τραχείας και των βρόγχων στους κυψελιδικούς σάκους και τις κυψελίδες.

Όταν εκπνέετε, ο αέρας ωθείται έξω από τους πνεύμονες λόγω της ελαστικότητας των ίδιων των πνευμόνων και της βαρύτητας των θωρακικών τοιχωμάτων. Κατά την εισπνοή, οι πνεύμονες διαστέλλονται καθώς γεμίζουν με αέρα. Μετά τη χαλάρωση των μεσοπλεύριων μυών, οι πλευρές μπορούν να επιστρέψουν στην αρχική τους θέση και η ταυτόχρονη χαλάρωση του διαφράγματος οδηγεί στο γεγονός ότι, υπό την πίεση των οργάνων που βρίσκονται στην κοιλιακή κοιλότητα, παίρνει και πάλι τον προηγούμενο θόλο του - σχήματος. Ως αποτέλεσμα, ο όγκος της θωρακικής κοιλότητας μειώνεται, γεγονός που επιτρέπει στον τεντωμένο ελαστικό ιστό των πνευμόνων να συμπιέσει και να ωθήσει προς τα έξω τον αέρα που εισήλθε στους πνεύμονες κατά την εισπνοή.

Οι μύες του κοιλιακού τοιχώματος συστέλλονται επίσης, αναγκάζοντας τα κοιλιακά όργανα να πιέζουν προς τα πάνω το διάφραγμα και έτσι να επιταχύνουν περαιτέρω την ελαστική συμπίεση των πνευμόνων. Κατά την αναπνοή, τα τοιχώματα της θωρακικής κοιλότητας δεν ασκούν ποτέ πίεση στους πνεύμονες και μην πιέζουν τον αέρα από αυτούς. Η μείωση του όγκου της θωρακικής κοιλότητας επιτρέπει μόνο στους πνεύμονες να συρρικνωθούν λόγω της δικής τους ελαστικότητας.

Ο βήχας και το φτέρνισμα είναι μορφές αναγκαστικής εκπνοής, στις οποίες, λόγω της έντονης μυϊκής συστολής, το βρογχικό δέντρο και οι κυψελίδες των πνευμόνων καθαρίζονται γρήγορα από τη βλέννα, τη σκόνη και άλλα επιβλαβή σωματίδια.

Έτσι, η μηχανική της εξωτερικής αναπνοής είναι να γεμίζει τους πνεύμονες με αέρα όταν εισπνέεις και να σπρώχνει αυτόν τον αέρα προς τα έξω όταν εκπνέεις. Αυτή η διαδικασία ελέγχεται από το αναπνευστικό κέντρο που βρίσκεται στον εγκέφαλο, το οποίο ρυθμίζει τη συχνότητα και το βάθος της αναπνοής ανάλογα με τις ανάγκες του σώματος σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα.

Αν και η αναπνοή είναι μια αυτόματη διαδικασία, μπορούμε να την ελέγξουμε συνειδητά, για παράδειγμα, όταν εκτελούμε διάφορες σωματικές ασκήσεις ή κατά τη διάρκεια του διαλογισμού. Επιπλέον, η σωστή αναπνοή μπορεί να βοηθήσει στη διαχείριση του στρες και στη βελτίωση της συνολικής υγείας.