Ο πνευμονικός αερισμός, ο ιατρικός όρος για την αναπνοή, συμβαίνει όταν ο αέρας ρέει στους πνεύμονες κατά την εισπνοή (εισπνοή) και έξω από τους πνεύμονες κατά τη διάρκεια της εκπνοής (εκπνοή). Αυτή η φυσική και ουσιαστική διαδικασία δεν χρειάζεται καμία σκέψη και συνήθως πολύ λίγη προσπάθεια. Όμως, η αναπνοή είναι πολύ πιο περίπλοκη από το απλώς να πεις, "Αναπνεύστε, εκπνεύστε".
Ορίστε την αναπνοή έναντι της αναπνοής
Η αναπνοή κινεί τον πλούσιο σε οξυγόνο αέρα μέσα και έξω από τους πνεύμονες. Η αναπνοή περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα χρησιμοποιούν οξυγόνο για την απελευθέρωση ενέργειας, δημιουργώντας και εκδιώγοντας το διοξείδιο του άνθρακα ως απόβλητο προϊόν.
Αναπνοή
Μπορεί να μην είναι αυτονόητο, αλλά η αναπνοή είναι στην πραγματικότητα αναπόσπαστο μέρος της μεταβολικής διαδικασίας. Οι περισσότεροι πολυκύτταροι οργανισμοί στη Γη, ακόμη και αυτοί χωρίς πνεύμονες ή πνευμονικές δομές, χρησιμοποιούν την άφθονη παροχή οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα για να βοηθήσουν στην τροφοδότηση της παραγωγής ενέργειας. Αυτό ισχύει για τα φυτά και τα έντομα και πολλές άλλες μορφές ζωής.
Ο ρόλος του οξυγόνου
Όταν οι άνθρωποι εισπνέουν, και οι δύο πνεύμονες και στις δύο πλευρές της καρδιάς εκτείνονται προς τα έξω για να επιτρέψουν την είσοδο οξυγόνου. Μέσα στους πνεύμονες υπάρχουν μικροί σάκοι που αποτελούνται από συστάδες κυψελίδων, τα οποία είναι τυλιγμένα σε αιμοφόρα αγγεία. Εδώ το οξυγόνο διαχέεται στο αίμα με αντάλλαγμα το διοξείδιο του άνθρακα, που συνδέεται με την αιμοσφαιρίνη. Τέσσερα μόρια οξυγόνου μπορούν να συνδεθούν με ένα μόνο ερυθρό κύτταρο αίματος. Το οξυγόνο στη συνέχεια αντλείται στην καρδιά μέσω της πνευμονικής αρτηρίας και αποστέλλεται στο υπόλοιπο σώμα.
Οξυγόνο και Μεταβολισμός
Σύντομα το οξυγόνο εισέρχεται στα τριχοειδή του ιστού και διαχέεται παθητικά σε κάθε κύτταρο λόγω της χαμηλότερης συγκέντρωσης οξυγόνου στο εσωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης. Το οξυγόνο παραδίδεται στο μιτοχόνδριο, το οποίο μοιάζει με τον πυρήνα του κυττάρου, στο τέλος της μεταβολικής διαδικασίας. Έχοντας ήδη καθοδηγήσει την παραγωγή ATP, του κύριου ενεργειακού φορέα, ελεύθερα ηλεκτρόνια και ιόντα υδρογόνου (φορτισμένα σωματίδια υδρογόνου) χρειάζονται κάτι για να συνδεθούν, διαφορετικά η όλη διαδικασία θα αλέθει σε ένα παύση. Αυτά τα σωματίδια μπορούν ελεύθερα να συνδεθούν με το οξυγόνο, δημιουργώντας το νερό ως παραπροϊόν.
Διοξείδιο του άνθρακα
Νωρίτερα στη μεταβολική διαδικασία, το διοξείδιο του άνθρακα δημιουργήθηκε ως υποπροϊόν λόγω της συνεχούς αναδιάταξης των μορίων. Το διοξείδιο του άνθρακα πρέπει στη συνέχεια να φύγει από το σώμα, κάνοντας ένα ταξίδι που είναι ακριβώς το αντίθετο από αυτό που πήρε το οξυγόνο. Το αέριο διαχέεται έξω από το κύτταρο και κατευθείαν στο πλάσμα του αίματος μέσω τριχοειδών αγγείων ως μορφή διττανθρακικού ιόντος. Όταν φτάνει στους πνεύμονες, ανταλλάσσεται με οξυγόνο και στη συνέχεια αποβάλλεται στον αέρα.
Ρυθμός αναπνοής
Επειδή η παραγωγή ενέργειας είναι μια σχεδόν σταθερή δραστηριότητα στα κύτταρα, η αναπνοή είναι επίσης σχεδόν σταθερή (ορισμένα ζώα όπως οι φάλαινες μπορούν να εξοικονομήσουν οξυγόνο για μεγάλα χρονικά διαστήματα). Αυτό σημαίνει ότι η αγχωτική και επίπονη δραστηριότητα αυξάνει τον ρυθμό της αναπνοής και τη ροή του αίματος προκειμένου να εισέλθει οξυγόνο στα κύτταρα για υψηλότερη παραγωγή ενέργειας. Αυτός ο ρυθμός ρυθμίζεται προσεκτικά από τον εγκέφαλο.