Hengitysprosessin mekaniikka

Hengitys on yksi ihmisen ja muiden nisäkkäiden tärkeimmistä elintoiminnoista, joka varmistaa kaasunvaihdon solun ja ympäristön välillä. Ihmisen hengitysprosessi koostuu kolmesta vaiheesta: ulkoinen hengitys, kaasujen siirto veren välityksellä ja sisäinen hengitys. Tässä artikkelissa tarkastellaan ulkoisen hengityksen mekaniikkaa, joka on mekaaninen prosessi keuhkojen täyttämiseksi ilmalla (hengitys) ja tämän ilman vapauttamiseksi ulos (uloshengitys).

Hengityssykli, joka koostuu sisään- ja uloshengityksestä, toistuu ihmisellä 15-18 kertaa minuutissa. Kun hengität sisään, kylkiluiden väliset lihakset supistuvat ja vetävät kylkiluiden etupäitä ylös ja eteenpäin johtuen kylkiluiden ”saranoista” selkärangan kanssa. Samanaikaisesti rintaontelon pohjan muodostava pallea supistuu ja tulee vähemmän kuperaksi yläosassaan, mikä lisää myös rintaontelon tilavuutta. Rintaontelon tila on suljettu, ja tämä tilavuuden kasvu johtaa paineen laskuun keuhkoissa. Kun paine laskee alle ilmanpaineen, ulkoilma syöksyy henkitorven ja keuhkoputkien kautta keuhkorakkuloihin ja keuhkorakkuloihin.

Kun hengität ulos, ilma työntyy ulos keuhkoista itse keuhkojen joustavuuden ja rintakehän raskauden vuoksi. Hengityksen aikana keuhkot laajenevat, kun ne täyttyvät ilmalla. Kylkiluonvälisten lihasten rentoutumisen jälkeen kylkiluut voivat palata alkuperäiseen asentoonsa, ja samanaikainen pallean rentoutuminen johtaa siihen, että vatsaontelossa olevien elinten paineen alaisena se ottaa jälleen edellisen kupunsa. -muotoinen muoto. Tämän seurauksena rintaontelon tilavuus pienenee, mikä mahdollistaa keuhkojen venyneen elastisen kudoksen puristamisen ja työntämisen ulos keuhkoihin sisäänhengityksen aikana.

Myös vatsan seinämän lihakset supistuvat, jolloin vatsan elimet painavat ylöspäin palleaa ja siten kiihdyttävät entisestään keuhkojen elastista puristusta. Hengitettäessä rintaontelon seinämät eivät koskaan kohdista painetta keuhkoihin eivätkä purista ilmaa niistä; rintaontelon tilavuuden pienentäminen mahdollistaa vain keuhkojen kutistumisen oman elastisuuden vuoksi.

Yskä ja aivastelu ovat pakotetun uloshengityksen muotoja, joissa voimakkaan lihasten supistumisen ansiosta keuhkoputki ja keuhkojen alveolit ​​puhdistuvat nopeasti limasta, pölystä ja muista haitallisista hiukkasista.

Joten ulkoisen hengityksen mekaniikka on täyttää keuhkot ilmalla sisäänhengitettäessä ja työntää ilma ulos hengitettäessä. Tätä prosessia ohjaa aivoissa sijaitseva hengityskeskus, joka säätelee hengityksen tiheyttä ja syvyyttä kehon hapen ja hiilidioksidin tarpeiden mukaan.

Vaikka hengitys on automaattinen prosessi, voimme hallita sitä tietoisesti esimerkiksi erilaisten fyysisten harjoitusten tai meditaation aikana. Lisäksi oikea hengitys voi auttaa hallitsemaan stressiä ja parantamaan yleistä terveyttä.