Transcription
Przez setki lat brak oddechu był oznaką śmierci. Nie kontrolujemy oddechu, choć możemy kontrolować jego częstotliwość. Możemy nawet spróbować przez chwilę nie oddychać, ponieważ wbrew naszej woli ciało w końcu zacznie oddychać za nas. I kto tu rządzi? W największym skrócie, oddychanie polega na tym, czy oddychamy, aby dostarczyć tkankom tlenu, którego potrzebują do funkcjonowania i zabrać od nich dwutlenek węgla. W rzeczywistości ostateczny etap oddychania odbywa się nie w płucach, lecz w naszych komórkach. Zanim jednak do tego dojdzie, te gazy, tlen i dwutlenek węgla, muszą pokonać dość długą drogę. W powietrzu, które wdychamy, jest dużo tlenu. 21% i bardzo mało dwutlenku węgla, bo zaledwie 0,04%. W wydychanym powietrzu te proporcje wyglądają inaczej. Z każdym oddechem pobieramy tylko niewielką część tlenu, którą dostarczamy do płuc. Dlatego w wydychanym powietrzu jest nadal 17%, podczas gdy poziom dwutlenku węgla wzrasta do 4%. Powietrze dostaje się do naszego organizmu dwiema drogami. Bardziej naturalne jest dla nas oddychanie przez nos, ponieważ w jamie nosowej powietrze jest ogrzewane, nawilżane i częściowo oczyszczane z pyłków, które mogą się w nim znajdować. Pomaga w tym warstwa śluzu pokrywająca jamę nosową od wewnątrz, a także zatoki przynosowe, czyli puste przestrzenie w kościach czaszki połączone z jamą nosową. One również są pokryte błoną śluzową. Z nosa i ust powietrze przez gardło kieruje się do krtani. Znajduje się ona tuż za językiem, a za nią przełyk. Oznacza to, że w tym samym miejscu krzyżują się nasze drogi oddechowe i przewód pokarmowy. A to może być niebezpieczne, na przykład wtedy, gdy kawałek jedzenia zamiast do przełyku trafi do krtani i spowoduje zadławienie. Dlatego podczas połykania pokarmu wejście do płuc jest zazwyczaj blokowane. Co ciekawe, małe dzieci nie mają takiego problemu z zadławieniem jak dorośli. U nich krtań znajduje się wyżej. Dlatego niemowlęta mogą pić mleko bez przerw na oddech. Dopiero po trzecim miesiącu życia krtań przesuwa się w dół i wtedy trzeba robić przerwy na oddech. W krtani znajdują się tzw. fałdy głosowe. Małe fragmenty, dzięki którym możemy mówić. Jak to możliwe, że potrafimy wydawać tak bardzo zróżnicowane dźwięki, a zwierzęta nie potrafią? Naukowcy sądzą, że dzieje się tak między innymi dlatego, że u ludzi krtań znajduje się niezwykle nisko. Inne ssaki naczelne mają ją mniej więcej w takim miejscu, jak ludzkie noworodki i dlatego nie są w stanie wydobyć z siebie dźwięków przypominających naszą mowę. Mówimy zazwyczaj podczas wydechu. Kiedy wdychamy powietrze, przepływa ono swobodnie przez krtań i trafia do tchawicy, czyli rury o długości 10-13 centymetrów u dorosłego człowieka i około 2 centymetrów średnicy. Dzięki niej powietrze dociera głęboko do wnętrza ciała, do klatki piersiowej. Ściany tchawicy są wzmocnione chrząstkami, dzięki czemu jest ona dość sztywna i się nie zapada. Tchawica przez oskrzela prowadzi do płuc, prawe płuco jest większe od lewego, ponieważ po lewej stronie znajduje się serce. Ponieważ mamy dwa płuca, tchawica rozdziela się na dwa oskrzela, które są nieco cieńszymi rurkami. Te docierają do płuc i tam rozgałęziają się ponownie, jeszcze raz i tak ponad dwadzieścia razy. W ten sposób powstaje drzewo oskrzelowe doprowadzające powietrze do każdej części płuc. Najmniejsze i najcieńsze rurki w drzewie oskrzelowym nazywane są oskrzelikami, a na ich końcach znajdują się pęcherzyki płucne. Zbudowane są z cienkiej błony oplecionej naczyniami krwionośnymi. Do płuc krew płynie z prawej komory serca, zawiera mało tlenu, za to dużo dwutlenku węgla. W pęcherzykach płucnych dochodzi do tzw. wymiany gazowej. Tlen z powietrza przenika do krwi, a dwutlenek węgla jest transportowany w przeciwnym kierunku. Skąd te gazy wiedzą, w którą stronę mają się poruszać, to kwestia ich stężenia. Przenikają tam, gdzie jest ich mniej. W krwi z prawej komory jest mało tlenu, więc tlen z powietrza przenika w jego kierunku. Z kolei w tej samej krwi jest dużo dwutlenku węgla, podczas gdy w powietrzu jest go mało. Dlatego dwutlenek węgla ucieka z krwi. W płucach człowieka znajduje się ponad 300 000 pęcherzyków płucnych. Gdybyśmy je całkowicie rozłożyli, zajęłyby powierzchnię do stu metrów kwadratowych, czyli prawie tyle, co kort tenisowy. Naczynia krwionośne oplatające pęcherzyki płucne mają łączną długość aż 1600 kilometrów. Dzięki temu wymiana gazowa przebiega szybko i sprawnie. Płuca przeciętnego dorosłego mężczyzny mieszczą około sześciu litrów powietrza. Trening sportowy może zwiększyć ich pojemność. Specjaliści od nurkowania bez butli potrafią zatrzymać w płucach do 9 litrów powietrza. Człowiek podczas spoczynku oddycha 12 do 15 razy na minutę. Za każdym razem wdychamy 0,5 litra powietrza, ale do pęcherzyków płucnych trafia tylko 350 mililitrów. Wewnętrzna powierzchnia oskrzeli pokryta jest warstwą lepkiego śluzu. Jego rolą jest zatrzymywanie różnych zanieczyszczeń. Kiedy jest ich więcej, lub gdy zaczną się namnażać bakterie czy wirusy, organizm próbuje się ich pozbyć. Wtedy dochodzi do silnych, szybkich skurczów mięśni odpowiedzialnych za oddychanie, czyli do kaszlu. Tym odruchem oczyszczamy oskrzela i chronimy płuca przed infekcjami. Jest jeszcze jeden rodzaj odruchu związany z oddychaniem. Jest to czkawka, która czasem męczy nas, jeśli zbyt szybko coś połkniemy. Wtedy przepona zaczyna się rytmicznie kurczyć i nie możemy tego kontrolować. Naukowcy nie są pewni, skąd się ona w ogóle bierze i jak sobie z nią radzić, gdy zaczyna nam dokuczać. Najczęściej wystarczy poczekać, aż przepona się uspokoi. Po co w ogóle nasze komórki potrzebują tlenu? Komórki wykorzystują go do stopniowego utleniania składników odżywczych, głównie glukozy. I w ten sposób uzyskują energię biologiczną. Jest ona magazynowana w cząsteczce ATP, czyli adenozynotrifosforanu. Produktami ubocznymi tej reakcji są dwutlenek węgla i woda. Proces ten zachodzi we wnętrzu komórek, a konkretnie w mitochondriach. Często i w ogóle słusznie mówi się o nich, że są to takie komórkowe elektrownie. Jak na elektrownie przystało, nie tylko produkują energię biologiczną w postaci ATP, ale również emitują zanieczyszczenia, tzw. wolne rodniki. Nasz organizm walczy z nimi cały czas, ale o tym opowiem w kolejnym odcinku tego cyklu. Tlen jest dla nas niebezpieczny. Nie mamy jednak innego wyjścia. Bez niego nie bylibyśmy w stanie pozyskać energii z produktów, które jemy, a o trawieniu opowiadałem w jednym z poprzednich odcinków serii „Jak działa człowiek?”, realizowanej we współpracy z Uniwersytetem Medycznym w Łodzi. Doktryna. To lubię na Facebooku i YouTubie.