Dýchanie: Ako pľúca privádzajú kyslík a odstraňujú oxid uhličitý

Dýchanie: Ako pľúca privádzajú kyslík a odstraňujú CO2. Jasné vysvetlenie výmeny plynov, jej význam pre život a rýchlosť dýchania u dospelých a detí.

Dýchanie je proces pohybu vzduchu do pľúc a z pľúc. Vzduch, ktorý vchádza a vychádza, sa nazýva dych. Ak človek nemôže dýchať, môže dôjsť k závažnému poškodeniu orgánov a bez pomoci aj k smrti.

Dýchanie umožňuje telu dve základné a životne dôležité funkcie:

1. Dostať kyslík do tela. Každá bunka potrebuje kyslík na tvorbu energie. Hlavný spôsob, akým telo získava kyslík, je vdychovať ho.
2. Odvod oxidu uhličitého (CO₂) z tela. Keď telo vyrába energiu, vzniká oxid uhličitý, ktorý je potrebné odstrániť. Nadmerné množstvo CO₂ je jedovaté, preto ho telo vylučuje hlavne vydychovaním.

Ako pľúca privádzajú kyslík do krvi

Pri nádychu vzduch prechádza nosom alebo ústami cez dýchacie cesty do pľúc. V pľúcach sa vzduch dostane až do drobných vzduchových vakov nazývaných alveoly. Alveoly sú obklopené jemnými krvnými vlásočnicami (kapilárami). Tu prebieha výmena plynov: kyslík prechádza z alveol do krvi a zároveň oxid uhličitý z krvi do alveol, odkiaľ sa následne vydýchne.

Gázy sa pohybujú podľa rozdielu koncentrácií (alebo čiastočných tlakov): kyslík prechádza tam, kde je nižší jeho tlak, do krvi, a CO₂ sa pohybuje opačným smerom. V krvi väčšinu kyslíka nesie hemoglobín v červených krvinkách; časť je rozpustená vo vode krvi. Oxid uhličitý sa väčšinou transportuje vo forme bikarbonátu (HCO₃^-), malá časť viazaná na hemoglobín alebo rozpustená.

Mechanika dýchania

Dýchanie zabezpečujú dýchacie svaly, predovšetkým bránica (diafragma) a medzižeberné svaly. Pri nádychu sa bránica stiahne a klesne, čím sa zväčší objem hrudnej dutiny a pľúca sa naplnia vzduchom. Pri výdychu sa bránica uvoľní a vzduch je vytlačený von. Pri námahe (napr. pri športe) sa aktivujú aj ďalšie pomocné dýchacie svaly.

Riadenie dýchania

Dýchanie kontroluje mozgový kmeň (predovšetkým predĺžená miecha — medulla oblongata). Chemoreceptory citlivé na koncentráciu CO₂, pH a kyslíka v krvi posielajú spätnú väzbu do dýchacích centier, ktoré upravujú frekvenciu a hĺbku dýchania. Centrálne chemoreceptory reagujú hlavne na zvýšenie CO₂ (a zníženie pH) v mozgovomiechovej tekutine; periférne chemoreceptory v karotických a aortálnych telieskach reagujú hlavne na nízky O₂ a vysoké CO₂.

Normálna frekvencia dýchania

Dospelí sa v kľude zvyčajne nadýchnu približne 12–20-krát za minútu; často sa uvádza priemerná hodnota okolo 12–18 nádychov za minútu. V texte vyššie je spomenutých ~18 nádychov za minútu, čo patrí do tohto rozmedzia. Deti dýchajú rýchlejšie: novorodenci 30–60/min, batoľatá 24–40/min, staršie deti 18–30/min. Pri fyzickej námahe, horúčkach alebo chorobách sa frekvencia zvyšuje.

Zdravie dýchacích ciest a bežné poruchy

Poruchy dýchania môžu mať mnoho foriem: astma (zúženie dýchacích ciest), chronická obštrukčná choroba pľúc (CHOCHP), zápal pľúc (pneumónia), pľúcna embólia, pľúcny edém a ďalšie. Nedostatočné okysličovanie (hypoxia) alebo zvýšená hladina CO₂ (hyperkapnia) sú nebezpečné stavy vyžadujúce lekársku pozornosť.

Čo robiť, ak má niekto problémy s dýchaním

Ak niekto nedokáže dýchať alebo má ťažkosti s dýchaním, treba okamžite zabezpečiť pomoc: zavolať tiesňové služby a podľa svojich schopností poskytnúť prvú pomoc. Ak je osoba nevedomá a nedýcha, je nutné začať kardiopulmonálnu resuscitáciu (CPR) — ideálne po absolvovaní školenia. Pri akútnych dýchacích problémoch (silná dušnosť, modranie pier, strach z udusenia) treba vždy vyhľadať lekára alebo pohotovosť.

Tipy na udržanie zdravého dýchania

• Prestaňte fajčiť a vyhýbajte sa pasívnemu fajčeniu.
• Pravidelne cvičte — zlepšuje sa výdrž pľúc a kapacita dýchania.
• Vyhýbajte sa znečistenému ovzdušiu a prachu, používajte ochranné pomôcky pri práci so škodlivinami.
• Dávajte si očkovania proti chrípke a pneumónii podľa odporúčaní lekára, najmä ak máte chronické pľúcne ochorenie.
• Liečte včas infekcie dýchacích ciest a kontrolujte alergie.
• Udržujte zdravú váhu — obezita zhoršuje dýchaciu mechaniku.

Význam dýchania nemožno podceniť: ide o nepretržitý a automatický proces, ktorý zabezpečuje dodávku kyslíka do buniek a odstraňovanie oxidu uhličitého. Lepšie porozumenie tomu, ako dýchanie funguje, pomáha predchádzať problémom a včas rozpoznať príznaky vážnych stavov.

Ako mozog riadi dýchanie

Časť mozgového kmeňa nazývaná predĺžená miecha riadi dýchanie. Skupiny neurónov v medule hovoria dýchacím svalom, kedy sa majú nadýchnuť, kedy dýchať rýchlejšie a kedy pomalšie.

Mozgový kmeň meria množstvo oxidu uhličitého v krvi človeka. Ak je oxidu uhličitého príliš veľa, mozgový kmeň povie telu, aby dýchalo rýchlejšie. To pomáha človeku vydýchnuť prebytočný oxid uhličitý. Keď je množstvo oxidu uhličitého v krvi opäť v norme, miecha povie telu, aby opäť dýchalo pomalšie.

Telo tiež meria množstvo kyslíka v krvi. Ak nie je v krvi dostatok kyslíka, miecha telu povie, aby dýchalo rýchlejšie a prijímalo viac kyslíka. Keď je v krvi dostatok kyslíka, miecha telu povie, aby opäť dýchalo pomalšie.

Predĺžená miecha (červenou farbou)

Dýchacie svaly

Aby človek mohol dýchať, určité svaly sa musia v správnom čase stiahnuť (napnúť) a uvoľniť. Špeciálne skupiny neurónov v mieche hovoria týmto dýchacím svalom, kedy sa majú stiahnuť (čím sa človek nadýchne) a kedy uvoľniť (čím sa človek nadýchne). Existuje niekoľko hlavných skupín svalov, ktoré riadia dýchanie.

Membrána

Bránica je hlavný sval, ktorý ovláda dýchanie. Je to svalová hmota, ktorá sa tiahne pozdĺž spodnej časti hrudného koša. Keď je bránica uvoľnená, má tvar kupoly (ako polkruh). Keď stredný mozog prikáže bránici, aby sa telo nadýchlo, bránica sa stiahne a narovná. Tým sa v hrudníku vytvorí viac miesta a viac priestoru pre pľúca, ktoré sa môžu naplniť vzduchom. Do pľúc sa dostane vzduch (ide o vdychovanie). Keď je čas na výdych, bránica sa opäť uvoľní a vzduch z pľúc odchádza.

Približne 60 - 70 % schopnosti človeka dýchať pochádza z bránice.

Bránicu ovláda špeciálny súbor nervov nazývaný frenické nervy. Medulla informuje bránicu o tom, kedy sa má stiahnuť, posielaním správ prostredníctvom frenických nervov. Keďže bránica je taká dôležitá pre dýchanie, driekové nervy sú v tele veľmi dobre chránené. Nachádzajú sa na samom vrchole miechy, blízko krku.

Medzilopatkové svaly (rebrá)

Medzirebrové svaly prebiehajú medzi jednotlivými rebrami. Keď sa človek potrebuje nadýchnuť, tieto svaly sa stiahnu a vytiahnu rebrá nahor. Tým sa v hrudníku vytvorí viac priestoru na naplnenie pľúc.

Keď človek odpočíva, asi 30 % až 40 % jeho schopnosti dýchať pochádza z medzirebrových svalov.

Medzirebrové svaly sú ovládané medzirebrovými nervami. Medzilôţkový nerv informuje medzirebrové svaly o tom, kedy sa majú stiahnuť, tým, ţe im posiela správy prostredníctvom týchto nervov. Medzirebrové nervy nie sú tak dobre chránené ako driekové nervy. Medzirebrové nervy prebiehajú pozdĺž hrudnej chrbtice (ktorá je v hornej až strednej časti chrbta) a spájajú sa s medzirebrovými svalmi. To znamená, že ak si človek poraní hrudnú chrbticu, nemusí byť schopný používať medzirebrové svaly. V takom prípade by stratil 30 % až 40 % svojej schopnosti dýchať. Keďže nervy, ktoré ovládajú bránicu, sú však v chrbtici oveľa vyššie a lepšie chránené, človek by stále mohol používať bránicu na dýchanie. Stále by mal 60 % až 70 % schopnosti dýchať.

Prídavné svaly

Prídavné svaly sú svaly, ktoré človek používa len vtedy, keď potrebuje dodatočnú pomoc pri dýchaní. Niekedy je to normálne. Napríklad, ak človek práve veľa cvičil, môže potrebovať kyslík navyše. Medzisvalie povie pomocným svalom, aby sa aktivovali a uľahčili človeku dvíhanie hrudníka, aby sa vytvoril väčší priestor na naplnenie pľúc. Najdôležitejšie pomocné svaly sú svaly na hrudníku, bruchu a krku.

Ak však človek musí používať pomocné svaly na dýchanie počas odpočinku, je to znamenie, že nedostáva kyslík, ktorý jeho telo potrebuje. Možno bude potrebovať lieky, dodatočný kyslík podávaný cez masku alebo dokonca pohotovostné lekárske ošetrenie, aby sa mu pomohlo normálne dýchať. Napríklad ľudia s astmou alebo chronickou obštrukčnou chorobou pľúc (CHOCHP) často používajú inhalátor, keď majú problémy s dýchaním. Inhalátor vháňa liek, napríklad albuterol, do priedušnice a do pľúc. Tým sa dýchacie cesty rozšíria a pomôžu človeku dýchať lepšie ako predtým.

Animácia fungovania membrány (zelená farba)


Inhalátor

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to dýchanie?

Otázka: Prečo je dýchanie dôležité?

Otázka: Prečo každá časť tela potrebuje kyslík?

Otázka: Čo sa stane, keď sa človek nadýchne?

Otázka: Čo je výmena plynov?

Otázka: Ako často dýchajú dospelí?

Otázka: Prečo deti dýchajú ešte rýchlejšie?

Hľadajte podľa písmena