Lungeventilation, det medicinske udtryk for vejrtrækning, sker, når luft strømmer ind i lungerne under inspiration (indånding) og ud af lungerne under udånding (udånding). Denne naturlige og vigtige proces tager ingen tanke og normalt meget lidt indsats. Men vejrtrækning er meget mere kompleks end blot at sige: "Træk vejret ind, træk vejret ud."
Definer vejrtrækning vs respiration
Åndedræt bevæger iltrig luft ind og ud af lungerne. Respiration beskriver, hvordan celler bruger ilt til at frigive energi, generere og udvise kuldioxid som et affaldsprodukt.
Vejrtrækning
Det er måske ikke indlysende, men vejrtrækning er faktisk en integreret del af den metaboliske proces. De fleste flercellede organismer på jorden, selv de uden lunger eller lungelignende strukturer, bruger den rigelige tilførsel af ilt og kuldioxid i atmosfæren for at hjælpe med at brænde produktionen af energi. Dette gælder for planter og insekter og mange andre livsformer.
Oxygenens rolle
Når mennesker trækker vejret ind, udvides begge lunger på begge sider af hjertet udad for at lade ilt trænge ind. Inden i lungerne er der små sække sammensat af klynger af alveoler, der er pakket ind i blodkar. Her diffunderer ilt ind i blodet til gengæld for kuldioxid, der binder til hæmoglobin. Fire iltmolekyler kan binde til en enkelt rød blodlegeme. Oxygenet pumpes derefter til hjertet gennem lungearterien og sendes ud til resten af kroppen.
Oxygen og metabolisme
Snart kommer ilt ind i vævskapillærer og diffunderer passivt ind i hver celle på grund af den lavere iltkoncentration inde i cellemembranen. Oxygen leveres til mitokondrionen, som ligner celleens kraftværk, i slutningen af den metaboliske proces. Har allerede kørt produktionen af ATP, den vigtigste energibærer, frie elektroner og brintioner (ladede partikler af brint) har brug for noget at binde til, ellers vil hele processen male til en standse. Disse partikler kan frit binde til ilt, hvilket skaber vand som et biprodukt.
Carbondioxid
Tidligere i den metaboliske proces blev kuldioxid skabt som et biprodukt på grund af den konstante omlejring af molekyler. Kuldioxid skal derefter forlade kroppen og tage en rejse, der er meget det modsatte af den, som ilt tog. Gassen diffunderer ud af cellen og direkte ind i blodplasmaet via kapillærer som en form for bicarbonation. Når den når lungerne, byttes den mod ilt og udvises derefter i luften.
Vejrtrækningshastighed
Fordi energiproduktion er en næsten konstant aktivitet i cellerne, er vejrtrækningen også næsten konstant (nogle dyr som hvaler kan spare ilt i lange perioder). Dette betyder, at stressende og anstrengende aktivitet øger vejrtrækningshastigheden og blodgennemstrømningen for at få ilt ind i cellerne til højere energiproduktion. Denne hastighed reguleres omhyggeligt af hjernen.