Dýchanie; takto funguje životne dôležitý proces

Prebieha zvyčajne nevedome a je taká dôležitá, že bez nej dokážeme prežiť iba krátky čas: naše dýchanie. Získajte viac informácií o základoch tohto dôležitého procesu.

Dospelý človek v pokoji odpočíva 12 až 15 dychov za minútu. Každým dychom je naše telo zásobované „čerstvým“ vzduchom bohatým na kyslík, pričom na oplátku uvoľňuje „použitý“ vzduch bohatý na oxid uhličitý do životného prostredia [1].

Do tohto procesu je zapojených veľa rôznych štruktúr a orgánov.

Kam smeruje vzduch, ktorý dýchame?

Pri vdýchnutí prechádza vzduch ústami („dýchanie z úst“) alebo nosom („nazálne dýchanie“) cez priedušnicu do dýchacích ciest (priedušiek) pľúc. Nosové dýchanie má tú výhodu, že vdychovaný vzduch sa čistí, zvlhčuje a zahrieva cez chĺpky a sliznice v nose. V pľúcach vzduch prechádza cez priedušky, ktoré sa rozvetvujú na najmenšie následky, do alveol, kde prebieha vitálna výmena dýchacích plynov kyslík (O2) a oxid uhličitý (CO2) [1].

Dýchacie orgány - dýchací systém

Štruktúry tela, ktoré sa priamo podieľajú na výmene vzduchu, sa nazývajú dýchacie orgány, dýchacie cesty, dýchací systém alebo dýchací systém (z latinského respirare = vydychovať). Medzi ne patrí [2]:

horné dýchacie cesty: nosová dutina a dutiny, ústna dutina a hrdlo
dolné dýchacie cesty: hrtan, priedušnica a ako najdôležitejší dýchací orgán pľúca

Pľúca - maximálna výmenná plocha v minimálnom priestore

Pľúca sú tvorené z ľavých a pravých pľúc. Sú rozdelené na dva (ľavá strana) alebo tri (pravá strana) pľúcne laloky, z ktorých každý má niekoľko segmentov [3]. Pľúca sú konštruované podobným spôsobom ako obrátený strom: Kmeň je tvorený priedušnicou (priedušnica), ktorá je rozdelená na dve hlavné vetvy (hlavné priedušky). Tieto sa rozvetvujú čoraz ďalej na menšie priedušky a najmenšie bronchioly (bronchioly) - trubicovité útvary, ktoré vedú dýchací vzduch - ktoré nakoniec končia v alveolách. Steny priedušnice a veľké priedušky sú vystužené chrupavkovými výstuhami [3–5].

Väčšina dýchacích ciest je lemovaná takzvaným riasinkovým epitelom. Pripomína to koberec zložený z miliónov buniek s pružnou mihalnicou. [6] Majú dôležitú funkciu pri čistení dýchacích ciest od cudzích telies, ktoré prenikli vzduchom a používajú sa na aktívny transport sekrétov z dolných dýchacích ciest [7].

Alveoli: výmena plynu na viac ako 100 metrov štvorcových

Na konci bronchiálneho stromu sú takzvané pľúcne vaky (alveoly).
Ľudské pľúca ich majú okolo 300 miliónov - s celkovou plochou okolo 100 až 140 metrov štvorcových. Veľká plocha umožňuje optimálnu výmenu kyslíka a oxidu uhličitého (výmena plynov) [3].

Steny alveol sú extrémne tenké (približne 1 mikrometer) a pokryté sieťou veľmi jemných krvných ciev (kapilár). Tu dochádza k výmene plynov medzi dýchaným vzduchom a krvou prostredníctvom difúzie [8]:

Kyslík (O2) difunduje z alveol do kapilár a potom môže byť transportovaný krvnými cievami do jednotlivých tkanív alebo orgánov
Oxid uhličitý (CO2), ktorý vzniká ako odpadový produkt počas metabolizmu a potom je krvou transportovaný do pľúc, difunduje z kapilár do alveol a môže byť tak odstránený z tela vydychovaným vzduchom.

Náš mozog riadi naše dýchanie

Dýchanie riadi dýchacie centrum v mozgu (mozgový kmeň). Za týmto účelom chemické senzory, takzvané chemoreceptory, ktoré sa nachádzajú v cievach, hlásia koncentráciu CO2 a O2 do mozgu [9].

Pre kontrolu dýchania je najdôležitejší obsah oxidu uhličitého: Ak je v krvi príliš veľa CO2, dýchacie centrum zvyšuje rýchlosť dýchania a prebytok oxidu uhličitého sa môže čoraz viac uvoľňovať do ovzdušia cez alveoly. Naopak, ak je koncentrácia CO2 príliš nízka, rýchlosť dýchania sa zníži [9].

Dýchanie je takzvaná autonómna základná funkcia tela - ako napr B. tiež srdcový rytmus a trávenie - možno ho však aspoň čiastočne ovplyvniť zámerne [9].

Svaly umožňujú dýchacie pohyby

Aby dýchanie fungovalo hladko, je nevyhnutná komplexná súhra niekoľkých svalových skupín v hornej časti tela. Pri vdychovaní možno rozlišovať medzi hrudným a brušným dýchaním, pričom v obidvoch prípadoch sú zapojené hlavne rôzne dýchacie svaly [10,11]:

Pri dýchaní do hrudníka dochádza k napnutiu takzvaných medzirebrových svalov, čo spôsobí zdvihnutie rebier, a tým aj hrudníka. To zvyšuje objem hrudnej dutiny a rozširuje pľúca. Vytvára sa tak podtlak a vzduch sa nasáva do pľúc.
Pri dýchaní do brucha je bránica - náš najväčší dýchací sval - napnutá. Membrána je platnička zložená zo svalov a šliach, ktorá leží pod pľúcami a úplne oddeľuje hrudnú a brušnú dutinu. Napätie znižuje bránicu a zväčšuje hrudnú dutinu smerom nadol. Pľúca sa rozširujú smerom nadol. Takto vytvorený podtlak spôsobí, že sa dýchací vzduch dostane do pľúc.
Ľudia spravidla kombinujú dýchanie hrudníka a brucha pri hlbokých aj plytkých inhaláciách.

Pri výdychu sa dýchacie svaly uvoľnia, zmenší sa objem hrudnej dutiny, a teda aj pľúc. Vytvorí sa pretlak - vzduch vyteká. Tento proces je zvyčajne pasívny a nevyžaduje si nijaké úsilie. Vedome napínaním brušných svalov môžete tiež aktívne tlačiť na bránicu smerom hore a tým podporiť energický výdych [10,11].

Okrem medzirebrových svalov alebo bránice môžu dýchanie podporovať aj takzvané pomocné dýchacie svaly (svaly hrudného a ramenného pletenca). Stáva sa to vo väčšej miere, keď je ťažké dýchať, napríklad pri obzvlášť intenzívnej fyzickej námahe alebo pri ochoreniach pľúc, napr. B. CHOCHP alebo astma [10].