Solunum için tıbbi terim olan pulmoner ventilasyon, inspirasyon (inhalasyon) sırasında havanın akciğerlere akması ve ekspirasyon (ekshalasyon) sırasında akciğerlerden dışarı çıkmasıyla gerçekleşir. Bu doğal ve gerekli süreç hiç düşünmez ve genellikle çok az çaba gerektirir. Ancak nefes almak, basitçe "Nefes al, nefes ver" demekten çok daha karmaşıktır.
Nefes ve Solunumu Tanımlayın
Solunum, oksijen açısından zengin havayı akciğerlerin içine ve dışına taşır. Solunum, hücrelerin enerjiyi serbest bırakmak için oksijeni nasıl kullandığını, atık ürün olarak karbondioksit üretip dışarı attığını açıklar.
nefes
Bu apaçık olmayabilir, ancak nefes alma aslında metabolik sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Dünyadaki çoğu çok hücreli organizma, akciğerleri veya akciğer benzeri yapıları olmayanlar bile, enerji üretimine yardımcı olmak için atmosferdeki bol oksijen ve karbondioksit kaynağını kullanır. Bu, bitkiler, böcekler ve diğer birçok yaşam formu için geçerlidir.
Oksijenin Rolü
İnsanlar nefes aldığında, kalbin her iki tarafındaki her iki akciğer de oksijenin girmesine izin vermek için dışa doğru genişler. Akciğerlerin içinde, kan damarlarına sarılmış alveol kümelerinden oluşan küçük keseler bulunur. Burada oksijen, karbon dioksit karşılığında kana difüze olur ve hemoglobine bağlanır. Dört oksijen molekülü, tek bir kırmızı kan hücresine bağlanabilir. Oksijen daha sonra pulmoner arter yoluyla kalbe pompalanır ve vücudun geri kalanına gönderilir.
Oksijen ve Metabolizma
Kısa süre sonra oksijen doku kılcal damarlarına girer ve hücre zarının içindeki daha düşük oksijen konsantrasyonu nedeniyle her hücreye pasif olarak yayılır. Oksijen, hücrenin bir nevi enerji santrali olan mitokondriye metabolik sürecin en sonunda verilir. Ana enerji taşıyıcısı, serbest elektronlar ve hidrojen iyonları olan ATP'nin üretimini zaten yönlendirmiş olmak (yüklü hidrojen parçacıkları) bağlanacak bir şeye ihtiyaç duyar, yoksa tüm süreç bir dur. Bu parçacıklar oksijene serbestçe bağlanarak yan ürün olarak su oluşturur.
Karbon dioksit
Metabolik sürecin başlarında, moleküllerin sürekli olarak yeniden düzenlenmesi nedeniyle bir yan ürün olarak karbon dioksit yaratıldı. Karbondioksit daha sonra oksijenin yaptığının tam tersi bir yolculuğa çıkarak vücudu terk etmelidir. Gaz hücreden difüze olur ve bir bikarbonat iyonu şeklinde kılcal damarlar yoluyla doğrudan kan plazmasına geçer. Akciğerlere ulaştığında oksijenle değiştirilir ve daha sonra havaya atılır.
Solunum Hızı
Enerji üretimi hücrelerde neredeyse sabit bir aktivite olduğundan, solunum da neredeyse sabittir (balinalar gibi bazı hayvanlar oksijeni uzun süre muhafaza edebilir). Bu, stresli ve yorucu aktivitenin, daha yüksek enerji üretimi için hücrelere oksijen almak için solunum ve kan akışını hızlandırdığı anlamına gelir. Bu oran, beyin tarafından dikkatle düzenlenir.