Hva er formålet med å puste?

Lungeventilasjon, den medisinske betegnelsen for å puste, skjer når luft strømmer inn i lungene under inspirasjon (innånding) og ut av lungene under utånding (utånding). Denne naturlige og essensielle prosessen tar ingen tanker og vanligvis svært liten innsats. Men å puste er mye mer komplisert enn å bare si: "Pust inn, pust ut."

Puste beveger oksygenrik luft inn og ut av lungene. Respirasjon beskriver hvordan celler bruker oksygen til å frigjøre energi, generere og drive ut karbondioksid som avfallsprodukt.

Det er kanskje ikke selvinnlysende, men å puste er faktisk en integrert del av den metabolske prosessen. De fleste flercellede organismer på jorden, selv de som ikke har lunger eller lungelignende strukturer, bruker rikelig tilførsel av oksygen og karbondioksid i atmosfæren for å bidra til å produsere energi. Dette gjelder planter og insekter og mange andre livsformer.

Når mennesker puster inn, utvides begge lungene på hver side av hjertet utover for å la oksygen trenge inn. Inne i lungene er det små sekker sammensatt av klynger av alveoler, som er pakket inn i blodkar. Her diffunderer oksygen inn i blodet i bytte mot karbondioksid og binder seg til hemoglobin. Fire oksygenmolekyler kan binde seg til en enkelt rød blodcelle. Oksygenet pumpes deretter til hjertet gjennom lungearterien og sendes ut til resten av kroppen.

Snart kommer oksygen inn i vevskapillærer og diffunderer passivt inn i hver celle på grunn av den lavere konsentrasjonen av oksygen inne i cellemembranen. Oksygen leveres til mitokondrionen, som er omtrent som cellekraftverket i cellen, helt på slutten av den metabolske prosessen. Har allerede drevet produksjonen av ATP, den viktigste energibæreren, frie elektroner og hydrogenioner (ladede partikler av hydrogen) trenger noe å binde seg til, ellers vil hele prosessen male til en stopp. Disse partiklene kan fritt binde seg til oksygen, og skape vann som et biprodukt.

Tidligere i den metabolske prosessen ble karbondioksid opprettet som et biprodukt på grunn av den konstante omorganiseringen av molekyler. Karbondioksid må da forlate kroppen og ta en reise som er veldig motsatt av den som oksygen tok. Gassen diffunderer ut av cellen og direkte inn i blodplasmaet via kapillærer som en form for bikarbonation. Når den når lungene, byttes den mot oksygen og blir deretter utvist i luften.

Fordi energiproduksjon er en nesten konstant aktivitet i cellene, er også pusten nesten konstant (noen dyr som hvaler kan spare oksygen i lange perioder). Dette betyr at stressende og anstrengende aktivitet øker pustehastigheten og blodstrømmen for å få oksygen inn i cellene for høyere energiproduksjon. Denne hastigheten reguleres nøye av hjernen.