Какова цель дыхания?

Легочная вентиляция, медицинский термин для обозначения дыхания, происходит, когда воздух попадает в легкие во время вдоха (вдох) и выходит из легких во время выдоха (выдох). Этот естественный и важный процесс не требует никаких размышлений и обычно требует очень мало усилий. Но дыхание намного сложнее, чем просто сказать: «Вдохни, выдохни».

При дыхании воздух, богатый кислородом, попадает в легкие и выходит из них. Дыхание описывает, как клетки используют кислород для высвобождения энергии, генерируя и удаляя углекислый газ в качестве побочного продукта.

Возможно, это не самоочевидно, но дыхание на самом деле является неотъемлемой частью метаболического процесса. Большинство многоклеточных организмов на Земле, даже те, у которых нет легких или легкоподобных структур, используют обильные запасы кислорода и углекислого газа в атмосфере, чтобы способствовать выработке энергии. Это верно для растений, насекомых и многих других форм жизни.

Когда человек вдыхает, оба легких по обе стороны от сердца расширяются наружу, позволяя проникать кислороду. В легких есть небольшие мешочки, состоящие из скоплений альвеол, которые обернуты кровеносными сосудами. Здесь кислород диффундирует в кровь в обмен на углекислый газ, связывающийся с гемоглобином. Четыре молекулы кислорода могут связываться с одним эритроцитом. Затем кислород перекачивается к сердцу через легочную артерию и отправляется к остальному телу.

Вскоре кислород попадает в тканевые капилляры и пассивно диффундирует в каждую клетку из-за более низкой концентрации кислорода внутри клеточной мембраны. Кислород доставляется в митохондрию, которая является своего рода электростанцией клетки, в самом конце метаболического процесса. Уже запустив производство АТФ, основного энергоносителя, свободных электронов и ионов водорода. (заряженным частицам водорода) нужно что-то связать, иначе весь процесс будет измельчаться до остановка. Эти частицы могут свободно связываться с кислородом, создавая в качестве побочного продукта воду.

Раньше в процессе метаболизма углекислый газ создавался как побочный продукт из-за постоянной перестройки молекул. Затем углекислый газ должен покинуть тело, совершив путешествие, во многом противоположное тому, которое совершил кислород. Газ диффундирует из клетки прямо в плазму крови через капилляры в виде бикарбонат-иона. Когда он достигает легких, он обменивается на кислород, а затем выбрасывается в воздух.

Поскольку производство энергии - это почти постоянная активность клеток, дыхание также почти постоянно (некоторые животные, такие как киты, могут сохранять кислород в течение длительных периодов времени). Это означает, что стрессовая и напряженная деятельность увеличивает скорость дыхания и кровоток, чтобы доставить кислород в клетки для более высокой выработки энергии. Эта скорость тщательно регулируется мозгом.