Vad är syftet med andning?

Lungventilation, den medicinska termen för andning, händer när luft strömmar in i lungorna under inandning (inandning) och ut ur lungorna under utandning (utandning). Denna naturliga och väsentliga process tar ingen tanke och vanligtvis mycket lite ansträngning. Men att andas är mycket mer komplicerat än att bara säga "Andas in, andas ut."

Andningen rör syrerik luft in och ut ur lungorna. Andning beskriver hur celler använder syre för att frigöra energi, generera och driva ut koldioxid som en avfallsprodukt.

Det kanske inte är självklart, men andningen är faktiskt en integrerad del av den metaboliska processen. De flesta multicellulära organismer på jorden, även de utan lungor eller lungliknande strukturer, använder den rikliga tillförseln av syre och koldioxid i atmosfären för att hjälpa till att producera energi. Detta gäller för växter och insekter och många andra livsformer.

När människor andas in expanderar båda lungorna på vardera sidan av hjärtat utåt så att syre tränger in. Inuti lungorna finns små säckar som består av klungor av alveoler, som är insvept i blodkärl. Här diffunderar syre i blodet i utbyte mot koldioxid och binder till hemoglobin. Fyra syremolekyler kan binda till en enda röd blodkropp. Syret pumpas sedan till hjärtat genom lungartären och skickas ut till resten av kroppen.

Snart kommer syre in i vävnadskapillärer och diffunderar passivt i varje cell på grund av den lägre syrekoncentrationen inuti cellmembranet. Syre levereras till mitokondrion, som är ungefär som cellens kraftverk, i slutet av den metaboliska processen. Har redan drivit produktionen av ATP, den huvudsakliga energibäraren, fria elektroner och vätejoner (laddade vätepartiklar) behöver något att binda till, annars kommer hela processen att mala till en stanna. Dessa partiklar kan fritt bindas till syre och skapa vatten som en biprodukt.

Tidigare i den metaboliska processen skapades koldioxid som en biprodukt på grund av den konstanta omläggningen av molekyler. Koldioxid måste sedan lämna kroppen och ta en resa som är mycket motsatt den som syre tog. Gasen diffunderar ut ur cellen och direkt in i blodplasman via kapillärer som en form av bikarbonatjon. När den når lungorna byts den ut mot syre och utvisas sedan i luften.

Eftersom energiproduktion är en nästan konstant aktivitet i cellerna är andningen också nästan konstant (vissa djur som valar kan spara syre under långa perioder). Detta innebär att stressande och ansträngande aktivitet ökar andningsgraden och blodflödet för att få syre in i cellerna för högre energiproduktion. Denna hastighet regleras noggrant av hjärnan.