Suradnik:Domjanovic/Trenutačni rad

Sistem za disanje u čovjeka

Disanje je proces izmjene zraka u i iz pluća. Aerobnim organizmima je potreban kisik za oslobađanje energije iz stanica (stanična respiracija), iz molekula u metabolizmu koje sadrže energiju kao što je glukoza. Disanje je jedini proces koji omogućuje dobavu kisika tamo gdje je to potrebno tijelu a odstranjuje ugljični dioksid, te jedan od najvažnijih procesa vezanih za kretanje krvi i krvotok. Izmjena plinova se odvija u plućnim alveolama u procesu pasivne difuzije plinova u alveolama i krvi u plućnim kapilarama. U trenutku kad se plinovi nađu u krvi, srce ih pumpa putem krvožilnog sustava kroz tijelo do svih dijelova tijela. Medicinski naziv za normalni opušteni proces disanja je eupnea.

Kao posljedica odstranjivanja ugljičnog dioksida iz tijela disanjem, tijelo gubi vodu. Izdahnuti zrak je zasićen relativnom vlažnošću od 100% zbog vlažnosti površine opne za disanje plućnih alveola. .

Mehanizam disanja

Kod sisavaca udisanje, to jest inhalacija, je aktivna reakcija, pri kojoj se događa da se kontraktiraju mišići dijafragme (ošita). Ovo je poznato i kao disanje s negativnim pritiskom (podtlakom). Inače je normalno da opuštena dijafragma smanjuje zapreminu grudnog koša, dok se njezinom kontrakcijom to jest povlačenjem prema dolje događa upravo suprotno što znači povećanje zapremine prsnog koša. Ovaj proces je uuskoj vezi s međukoštanim mišićima povezanim s prsnim košom i rebrima. Kontrakcijom tih mišića grudni koš se širi (uzdiže) omogućujući da se volumen prsnog koša još znatnije poveća. Opuštanjem dijafragme pluća se stišću te se njihova zapremina smanjuje stvarajući potisak (tlak) u njima. U tom trenutku međukoštani mišići se opuštaju te tako spuštaju prsni koš te dodatno pritišću pluća. Ukoliko je omogućen nesmetan protok zraka kroz usta ili nos, povećanje tlaka u stisnutim plućima uzrokuje izdisanje. Suprotno tome kontrakcijom dijafragme i međukoštanih mišića grudnog koša uzrokuje pojavu djelomičnog vakuuma (podtlaka) što omogućuje da zrak pod vlastitim pritiskom napuni pluća.

Kod vodozemaca proces disanja se odvija negativnim pritiskom (tlakom). Pri tome mišići niže od usne šupljine se kontraktiraju da bi udahnuli usisavajući zrak kroz nosnice (upotrebljavajući isti mehanizam kao i pluća sisavaca – pritisak, zapremina, difuzija). Sa zatvorenim nosnicama i ustima, donji dio usne šupljine se prisilno podiže, što tjera zrak kroz dušnik u pluća.

Naposljetku izdisanje, to jest eshaliranje, je kombinacija pasivnog i aktivnog procesa prouzročeno povratnim elastičnim djelovanjem alveola (slično ispuhivanju balona na napuhavanje) te kontrakcijom mišićja.

Pri respiraciji sudjeluju slijedeći organi:

• usta,
• nos i nosnice,
• ždrijelo,
• grkljan,
• dušnik,
• bronhi i bronhiole
• pluća,
• dijafragma
• alveole kao krajnji završeci respiratornog sustava.

Kontrola disanja

Disanje je jedna od rijetkih tjelesnih funkcija koju je uz određena ograničenja moguće kontrolirati i regulirati kako svjesno tako i nesvjesno.

Svjesna kontrola disanja

Svjesna kontrola disanja je uobičajena u mnogim oblicima meditacije, specijalnim formama joge kao na primjer pranayama za razliku od anapana koja je samo svjesnost o disanju. Kod plivanja, kardio fitnesa, vježbi govora i glasa, inicijalno se uče tehnike disanja na svjesnoj razini koje postepeno postaju podsvjesne svrhovite a ne samo za održanje života disanjem već performansi koje disanje daje. Ljudski govor je također ovisan o svjesnoj kontroli disanja. Kontrola disanja se upotrebljava u Buteyko metodi koja se koristi pri pomoći ljudima koji imaju problema sa plitkim disanjem (npr. astma).

Nesvjesna kontrola disanja

Nesvjesno, disanje je kontrolirano iz specijaliziranih centara u moždanom deblu koji automatizmom reguliraju brzinu i dubinu disanja ovisno o potrebama tijela za njim u određenom trenutku. Kad razina ugljičnog dioksida poraste u krvi, on reagira sa vodom u krvotoku proizvodnjom ugljične kiseline. Mliječna kiselina proizvedena anaerobnom respiracijom tijekom fizičkih napora također snižava pH. Trenutačnom reakcijom kemijskih receptora u karotidi i aortalnom tijelu preko živčanih završetaka šalje impulse u centar za raspiraciju u medulli oblongati i moždani most, koji u trenutku aktiviraju živčane impulse preko freničnog živca i živaca prsišta do dijafragme.

Primjeri

Kod vježbanja kada razina ugljičnog dioksida u krvi poraste zbog intenzivne stanične respiracije aktivnih mišića, aktiviranjem karotidnih i aortalnih tijela te respiracijskog centra, što automatski rezultira povećanjem količine disanja.

Tijekom odmaranja, razina ugljičnog dioksida je niža pa je i količina disanja niža. Ovo omogućuje ravnomjernu raspodjelu kisika koji se dostavlja mišićju i ostalim organima. Važno je ponoviti da nakupljanje ugljičnog dioksida čini krv kiselom te je s time mnogo teže disati nego s nedostatkom kisika.

Interakcija

Za zdravu osobu nije moguće da svojevoljno prestane zauvijek disati. Ukoliko osoba duže vremena ne udahne u krvi se nakupi ugljični dioksid te osjećaj da trebate udahnuti zrak prevlada da jednostavno morate udahnuti. Ovaj nezaustavljivi refleks disanja nije neobičan budući da je disanje jedan od vitalnih životnih procesa, jer bez disanja u tijelu se razina kisika u unutrašnjim organima drastično i opasno snižava u svega nekoliko minuta uzrokujući trajna oštećenja mozga pa čak i smrt.kao rezultat toga. Isto tako bilo je slučajeva da su pojedinci preživjeli čak i do dva sata bez zraka, ali samo kao rezultat toga što su bili uronjeni u ledenu vodu što je pokrenut refleks ronjenja u sisavaca (refleksna pojava pri kojoj se smanjuje broj otkucaja srca, količina disanja, te apsorbcija i proizvodnja ugljičnog dioksida u krvi).

Ukoliko bi zdrava osoba dobrovoljno prestala disati (zadržavanjem daha), ta ista osoba bi nakon nekog vremena pala u nesvijest, a tijelo bi samo ponovno započelo proces disanja samostalno. Zbog ovoga nije moguće izvršiti samoubojstvo ukoliko sam proces disanja nije ometen nekim pomoćnim sredstvom (na primjer vodom kod utapanja).

Hiperventilacija uzrokuje pad CO₂ ispod normalne razine, snižavajući dotok krvi i kisika do vitalnih organa zbog javljanja sužavanja krvnih žila indiciranog CO₂ i potisnutog Bohrovog efekta. Svojevoljna hiperventilacija također može izazvati slične posljedice kao rezultat manjka kisika opasno ispod normalne razine te izazvati onesviještavanje kao rezultat moždane hipoksije.

Plinovi pri disanju

Sastav

Kisik je najznačajniji sastavni dio od svih plinova koji se udišu disanjem.

Iz zraka udišemo okvirno 78 % cjelokupnog volumena čini dušik, 21 % kisik, 0.96 % argon i 0.04 % ugljičnog dioksida, helija, vode, te drugi plinovi.

Kao izvor zraka za disanje podvodni ronioci u svojim spremnicima koriste kmješavinu plinova obogaćenu kisikom ili helijem. Odijela astronauta koriste čisti kisik kao čimbenik unutarnje atmosfere. Premda treba napomenuti da relativno velika količina kisika koja je iznad granice normalnog udjela u zraku može izazvati euforiju to jest hiperaktivnost u pojedinaca.

U izmjeni plinova u zraku koji dišemo se da primijetiti da okvirno udio u izdahnutom zraku je 4 % do 5 % više ugljičnog dioksida u odnosu na 4 % do 5 % manje kisika kojeg se udahne. Dodatno isparavanje i tragovi plinova pokazuju 5 % vodenog isparenja, nekoliko udjela u milijun (ppm) vodika i ugljičnog monoksida, jedan dio u milijun amonijaka, metanola, etanola (osim ako etanol nije konzumiran onda se koncentracija drastično povećava na primjer čitljivo na drager testu za vozače automobila)a te neki drugi hlapljivi organski sastojci. Količina zastupljenosti određenih plinova u izdahnutom zraku može varirati ovisno o ishrani, vježbanju i fizičkoj spremnosti pojedinca.

Pritisak zraka

Atmosferski zrak pri većim visinama ima niži tlak u odnosu na onog na razini mora kao posljedica manje težine zraka koji se nalazi iznad. Niži pritisak atmosferskog zraka može izazvati visinsku bolest iliti hipoksiju.

Plinovi zraka udisani pod vodom na većim dubinama su pod većim pritiskom zbog pritiska vode koja se nalazi iznad nego na razini mora. Zbog toga udisanje takvog zraka može dovesti do opijenosti dušikom, trovanja kisikom te dekompresijske bolesti.

Značenje u kulturi naroda

U tai chi chuan, aerobni treninzima kombiniranim sa disanjem radi vježbanja mišića dijafragme i kombinaciji s pravilnim položajem tijela omogućuje tijelu da uz pomoć navedenog bolju iskoristivost energije. U glazbi disanje se upotrebljava za sviranje mnogih puhačkih instrumenata. Smijeh je fizički rečeno jednostavno ponavljanje hitrog disanja. Štucavica, zijevanje i kihanje su također usko povezani sa disanjem.

Drevne kulture su disanje obično povezivale sa životnim silama. U Bibliji se navodi kako Bog udahnjuje život dahom Adamu dajući mu dušu (nephesh). Isto tako navodi da se dah (udahnuti život) vraća Bogu kad smrtnik umre.

Izrazi kao duh, qi, prana i psiha su termini usko povezani sa konceptom disanja i dahom.

Izvori

• Parkes M. 2006. Breath-holding and its breakpoint. Exp Physiol. 91 (1): 1–15. doi:10.1113/expphysiol.2005.031625. PMID 16272264 Full text