V tej objavi na blogu se bomo osredotočili na strukturo in načela dihanja ter preučili proces, s katerim se zrak prenaša iz alveolov v krvni obtok, da se ohrani življenje.
Da bi ljudje lahko živeli in opravljali dejavnosti, je bistveno, da celice oskrbujejo s kisikom, iz telesa pa izločajo ogljikov dioksid, ki nastane pri presnovi. Ta proces se imenuje dihanje. Gibanje zraka izven telesa v pljuča se imenuje vdih, gibanje iz pljuč navzven pa izdih. Ta pretok zraka je tesno povezan z razliko v tlaku med pljuči in atmosfero.
Da bi to razumeli, si moramo najprej ogledati komponente dihalnega sistema, ki sodelujejo pri gibanju zraka. Zrak, ki vstopi skozi nos in usta, prehaja skozi sapnik in bronhije ter končno vstopi v alveole. Zrak, ki prehaja skozi sapnik in bronhije, se segreje na telesno temperaturo, navlaži z vodno paro in filtrira, da se odstranijo tujki. To preprečuje, da bi zrak poškodoval alveole. Alveole so zračne vrečke, pritrjene na konce bronhijev v pljučih, kot grozdje, in so mesto izmenjave plinov. Kisik vstopi v kri skozi tanke stene alveolov, ogljikov dioksid pa se premakne iz krvi v alveole in se izdihne iz telesa.
Pljuča, ki jih sestavljajo bronhiji in alveoli, se nahajajo znotraj prsnega koša, obdana s plevralno votlino. Prsna votlina je sestavljena iz kosti, vključno z rebri, in mišic, kot so medrebrne mišice, ki ščitijo pljuča in so od trebuha popolnoma ločene z diafragmo. Poleg tega je plevralna votlina vrečka, ki jo popolnoma obdajata dve tanki plasti celic, imenovani plevra, prostor med njima pa je napolnjen s plevralno tekočino. Notranja plevra je pritrjena na pljuča, zunanja plevra pa na prsno steno, zato plevralna tekočina preprečuje, da bi se pljuča in prsna stena ločila druga od druge. To je podobno dvema tankima steklenima ploščama, ki ju zaradi kohezivne sile vode ni mogoče zlahka ločiti.
Kakšno je torej načelo pretoka zraka med dihanjem? To je povezano z Boyleovim zakonom, ki pravi, da povečanje prostornine posode zmanjša tlak plina, medtem ko zmanjšanje prostornine posode poveča tlak plina. Tlak plina v alveolah se imenuje alveolarni tlak, tlak zraka zunaj telesa pa atmosferski tlak. Na splošno zrak teče iz krajev z visokim tlakom v kraje z nizkim tlakom, zato, ko je alveolarni tlak nižji ali višji od atmosferskega tlaka, zrak vstopi ali izstopi iz pljuč. Z drugimi besedami, prostornina pljuč se med vdihom in izdihom spreminja, ta sprememba pa povzroči spremembo alveolarnega tlaka v skladu z Boyleovim zakonom, zaradi česar zrak prehaja v pljuča in iz njih.
Medtem na spremembe volumna pljuč vplivajo elastični odboj, negativni tlak in intraplevralni tlak. Prvič, elastični odboj in negativni tlak v pljučih delujeta v nasprotnih smereh. Elastični odboj je sila, ki povzroči, da se predmet vrne v prvotno obliko kot odziv na silo, ki povzroči njegovo deformacijo. Pljuča imajo elastični odboj, ki je nagnjena k krčenju kot balon. V trenutku, ko se vdih konča in se začne izdih, je alveolarni tlak enak atmosferskemu tlaku, zato ni gibanja zraka. Vendar pa so tudi v tem času pljuča vedno napolnjena z zrakom, zato tudi pozitivni tlak deluje na širjenje pljuč. V tem času sta elastični odboj in pozitivni tlak v pljučih enake velikosti, vendar nasprotne smeri, zato pljuča ohranjajo konstanten volumen brez pretoka zraka. Tukaj je negativni tlak alveolarni tlak minus intraplevralni tlak. Zato se ob spremembi intraplevralnega tlaka spremeni tudi negativni tlak, kar povzroči razliko med elastičnim odbojem pljuč in negativnim tlakom, kar povzroči spremembo volumna pljuč.
Intraplevralni tlak se nanaša na tlak plevralne tekočine v plevralni votlini, ki se vedno spreminja v območju atmosferskega tlaka. Prsna stena, ki je tesno pritrjena na zunanjo plevro, se nagiba k premikanju navzven v nasprotni smeri sile, ki jo atmosferski tlak izvaja na človeško telo. To imenujemo elastični odmik prsne stene. Zato elastični odmik prsne stene deluje v nasprotni smeri kot elastični odmik pljuč, ki so tesno pritrjena na notranjo plevro. Posledično sta pljuča in prsna stena nekoliko ločena drug od drugega, intraplevralni tlak pa se ohranja na ravni atmosferskega tlaka. V tem času, ko se volumen plevralne votline spremeni zaradi gibanja mišic itd., se spremeni tudi intraplevralni tlak.
Na podlagi zgoraj navedenega sta procesa vdiha in izdiha naslednja. Vdih se začne s krčenjem diafragme, ki se premika navzdol, in gibanjem medrebrnih mišic, kar povzroči, da se rebra premikajo navzgor in navzven, s čimer se prsna votlina razširi. Posledično se prsna stena nekoliko odmakne od površine pljuč, kar poveča volumen plevralne votline in zniža intraplevralni tlak nekoliko pod raven, ko ni pretoka zraka. To poveča negativni tlak v pljučih in ko ta sila preseže elastični odboj pljuč, se pljuča še bolj razširijo. Posledično se alveolarni tlak zmanjša glede na atmosferski tlak in zrak zaradi tlačne razlike vstopi v alveole. Večji kot je volumen pljuč, večja je skupna količina zraka, ki vstopi v pljuča. Ker pa imajo alveole omejeno sposobnost širjenja in so povezane z zunanjostjo, alveolarni tlak, ki se je prej zmanjševal, doseže najnižjo točko približno na sredini vdiha in se nato ponovno začne povečevati. Po tem se alveolarni tlak izenači z atmosferskim tlakom, zato na koncu vdiha ni pretoka zraka in volumen pljuč postane največji. Izdih sledi enakemu zaporedju kot vdih, vendar se diafragma premika v nasprotno smer in rebra se premikajo v nasprotno smer, zaradi česar se prsni koš krči. Spremembe plevralnega in transpulmonalnega tlaka nato povzročijo spremembo volumna pljuč, kar omogoča, da zrak uide iz alveolov skozi dihalne poti v ozračje.
Ta dihalni proces je bistvenega pomena za ohranjanje življenja. Z dihanjem se telo oskrbuje s kisikom in izloča ogljikov dioksid, kar nam omogoča ustvarjanje energije in opravljanje različnih fizioloških funkcij. Poleg tega je dihanje tesno povezano s psihološko stabilnostjo. Globoko, redno dihanje pomaga zmanjšati stres in umiriti um. Zato dihanje velja za pomemben element pri dejavnostih, kot sta meditacija in joga.
Pomen dihanja postane še bolj očiten pri vadbi. Med vadbo potrebujemo več kisika kot običajno in moramo izločiti več ogljikovega dioksida, zato postane naše dihanje bolj aktivno. Učenje pravilnih tehnik dihanja izboljša vadbeno zmogljivost in zmanjša utrujenost. Nasprotno pa lahko nepravilno dihanje povzroči pomanjkanje kisika v telesu in kopičenje ogljikovega dioksida, kar lahko negativno vpliva na zdravje.
Zato se moramo zavedati pomena normalnega dihanja in si prizadevati za učenje pravilnih dihalnih tehnik. To bo izboljšalo tako naše fiziološko kot psihično zdravje. Dihanje je proces, ki se odvija samodejno brez naše zavesti, vendar je vitalna sila, ki ohranja življenje. Ne smemo pozabiti na pomen dihanja in mu še naprej posvečati pozornost, da lahko v naše življenje prinese pozitivne spremembe.
