Hoe het menselijke ademhalingssysteem werkt

Ademhaling is het proces waarbij organismen gassen uitwisselen, zoals zuurstof en koolstofdioxide, met hun externe omgevingen met het oog op het in stand houden van biochemische reacties die essentieel zijn voor leven. Eenvoudige organismen hebben geen complexe gespecialiseerde organen nodig om te ademen; bij insecten vindt bijvoorbeeld gasuitwisseling plaats via luchtpijpen, maar zonder longen; waterdieren hebben ondertussen kieuwen. Het menselijke ademhalingssysteem omvat twee zeer gespecialiseerde longen, twee bronchiën, een luchtpijp, een strottenhoofd en neusgaten en een mond, die allemaal dienen voor het proces van het verplaatsen van gassen in en buiten het lichaam met maximale efficiëntie.

Deze organen, die in feite slechts ingroeiingen zijn van de buitenkant van het lichaam, zijn waar de meeste mensen waarschijnlijk als eerste aan denken als het onderwerp van het menselijke ademhalingssysteem ter sprake komt. De longademhaling begon zo'n 400 miljoen jaar geleden en is beperkt tot gewervelde dieren en een paar slakken. Bij mensen zijn ze verbonden met het hoofd door buizen die van boven naar beneden steeds kleiner worden. Hoewel de linkerlong drie lobben heeft en de rechter slechts twee, zijn de rechterlongfunctie en de linkerlongfunctie hetzelfde. Zie de bronnen voor een longdiagram.

Het luchtpad tussen de buitenwereld en de luchtpijp omvat een aantal structuren die meer gespecialiseerd zijn dan ze misschien lijken. Je neus met zijn slijmvlies fungeert als een filter voor de lucht die je inademt, en het verwarmt ook de lucht (indien nodig) als het het lichaam binnenkomt tijdens het ademen. Lucht gaat dan door de keelholte en het strottenhoofd, dat de elegant gevormde stembanden bevat, voordat het de luchtpijp binnengaat.

Als lucht gewoon in de longen zou kunnen komen zonder minimaal te worden verwerkt, zouden er veel meer potentieel schadelijke en dodelijke bacteriën binnenkomen de longen en de bloedbaan, in plaats van vast te zitten aan mijn slijm, trilharen en andere kleine maar vitale componenten van de bovenste luchtwegen systeem.

Het is in kleine zakjes in de longen, alveoli genaamd, dat de gasuitwisseling plaatsvindt. Via een proces dat diffusie wordt genoemd, stroomt bloed door de haarvaten in de longen vanaf de rechterkant van het hart ontvangt zuurstof uit ingeademde lucht aan de andere kant van het zeer dunne alveolaire capillair membraan. Tegelijkertijd diffundeert koolstofdioxide uit hetzelfde bloed in de andere richting, in de longblaasjes, waar het uiteindelijk wordt uitgeademd (uitgeademd). De beweging van deze gassen op deze manier is bijna onmiddellijk.

Ventilatie is gerelateerd aan ademhaling, maar ze zijn niet hetzelfde. Ademhaling verwijst specifiek naar gasuitwisseling, maar discussies over ademhaling richten zich noodzakelijkerwijs op grote orgaan- en weefselsystemen. Ventilatie is het mechanische ademhalingsproces dat de ademhaling mogelijk maakt. Ventilatie is voornamelijk afhankelijk van het diafragma onder de longen en omvat ook intercostale spieren tussen de ribben.