Каква е целта на дишането?

Белодробната вентилация, медицинският термин за дишане, се случва, когато въздухът тече в белите дробове по време на вдишване (вдишване) и извън белите дробове по време на издишване (издишване). Този естествен и съществен процес не изисква мисли и обикновено много малко усилия. Но дишането е много по-сложно, отколкото просто да се каже: „Вдишайте, издишайте“.

Дишането придвижва богатия на кислород въздух във и извън белите дробове. Дишането описва как клетките използват кислород, за да отделят енергия, генерирайки и изхвърляйки въглеродния диоксид като отпадъчен продукт.

Може да не се разбира от само себе си, но дишането всъщност е неразделна част от метаболитния процес. Повечето многоклетъчни организми на Земята, дори тези без бели дробове или белодробни структури, използват изобилието от кислород и въглероден диоксид в атмосферата, за да подпомогнат производството на енергия. Това важи за растенията и насекомите и много други форми на живот.

Когато хората вдишат, и двата бели дроба от двете страни на сърцето се разширяват навън, за да позволят на кислорода да влезе. В белите дробове са малки торбички, съставени от клъстери алвеоли, които са обвити в кръвоносни съдове. Тук кислородът се дифузира в кръвта в замяна на въглероден диоксид, свързващ се с хемоглобина. Четири молекули кислород могат да се свържат с една червена кръвна клетка. След това кислородът се изпомпва до сърцето през белодробната артерия и се изпраща към останалата част от тялото.

Скоро кислородът навлиза в тъканните капиляри и пасивно се дифузира във всяка клетка поради по-ниската концентрация на кислород вътре в клетъчната мембрана. Кислородът се доставя на митохондрията, която е нещо като електростанцията на клетката, в самия край на метаболитния процес. След като вече е задвижвал производството на АТФ, основният енергиен носител, свободни електрони и водородни йони (заредени частици водород) се нуждаят от нещо, с което да се свържат, иначе целият процес ще се смели до a спрете. Тези частици могат свободно да се свързват с кислорода, създавайки вода като страничен продукт.

По-рано в метаболитния процес въглеродният диоксид се създава като страничен продукт поради постоянното пренареждане на молекулите. След това въглеродният диоксид трябва да напусне тялото, предприемайки пътуване, което е много противоположно на това, което е поел кислородът. Газът дифузира от клетката и директно в кръвната плазма чрез капиляри като форма на бикарбонатен йон. Когато достигне белите дробове, той се обменя за кислород и след това се изхвърля във въздуха.

Тъй като производството на енергия е почти постоянна активност в клетките, дишането също е почти постоянно (някои животни като китовете могат да съхраняват кислород за дълги периоди от време). Това означава, че стресиращата и напрегната дейност увеличава скоростта на дишане и притока на кръв, за да влезе кислород в клетките за по-високо производство на енергия. Тази скорост се регулира внимателно от мозъка.