Otavan Opiston logoOtavan OpistoNettilukioNettiperuskouluMuikku

Hengitys

Ihminen tarvitsee jatkuvasti happea soluhengitykseen, joka tuottaa tehokkaasti energiaa kaikkiin elimistön toimintoihin. Yhtenä lopputuotteena näissä reaktioissa syntyy hiilidioksidia, joka täytyy poistaa elimistöstä. Hapen otto ja hiilidioksidin poisto tapahtuu hengittämällä. Hengityksellä tarkoitetaan kaasujen vaihtoa keuhkoissa, niiden kuljetusta veressä sekä kaikkialla elimistön soluissa tapahtuvaa soluhengitystä.

Ihminen pystyy hengittämään sekä nenän että suun kautta. Sieraimista ilma joutuu nenäonteloon, jossa hajuepiteeli aistii hajuja. Nenäontelossa lämmennyt ja kostunut ilma virtaa nieluun, jonne tulee myös suuontelon kautta hengitetty ilma. Tämän jälkeen ilma virtaa henkitorvea pitkin kahteen keuhkoputkeen, jotka johtavat vasempaan ja oikeaan keuhkoon. Keuhkoputket haaroittuvat yhä ohuemmiksi haaroiksi ja lopulta hengitystiehyiksi, jotka ovat kaikkein ohuimpia keuhkoputken haaroja. Hengitystiehyet päättyvät keuhkorakkuloihin, joissa tapahtuu kaasujen vaihto, kun happimolekyylit siirtyvät diffuusion avulla keuhkorakkuloista hiussuoniin ja hiilidioksidi vastaavasti hiussuonista keuhkorakkuloihin. Kaasumolekyylit siirtyvät suoraan keuhkorakkuloiden ja hiussuonten seinämien läpi, jotka ovat molemmat vain yhden solukerroksen paksuisia, jotta kaasujen vaihto olisi tehokasta. Tehokkaaseen diffuusioon tarvitaan myös laaja pinta-ala, minkä vuoksi keuhkorakkuloita on ihmisellä noin 300 miljoonaa ja hiussuoniverkosto on hyvin tiheä keuhkorakkuloiden ympärillä.

Ilman mukana elimistöön kulkeutuu myös epäpuhtauksia, kuten mikrobeja ja pölyhiukkasia. Hengitystiet torjuvat näitä elimistölle haitallisia aineita hengitysteiden sisäpinnan värekarvojen ja liman avulla. Hiukkaset tarttuvat tahmeaan limaan ja värekarvat työntävät jatkuvasti limaa nieluun, jossa se niellään. Mahalaukussa liman mukana kulkeutuneet mikrobit tuhoutuvat.

Sisäänhengityksessä rintakehä laajenee pallean ja kylkivälilihasten tekemän työn avulla. Pallea on veltostuneena kupera lihas keuhkojen alapuolella, mutta supistuessaan sisäänhengityksen aikana se suoristuu ja rintakehä laajenee alaspäin. Kylkiluiden väleissä sijaitsevat kylkivälilihakset laajentavat myös rintakehää työntämällä kylkiluita ylöspäin. Keuhkojen tilavuus kasvaa rintakehän liikkeiden myötä ja ilma virtaa sisään täyttämään laajentuneita keuhkoja. Sisäänvirtaus johtuu siis ilmakehän ja keuhkojen välille syntyvästä paine-erosta, joka pyrkii tasoittumaan. Vastaavasti kun rintakehä palaa takaisin lepoasentoon uloshengityksen aikana, keuhkojen tilavuus pienenee ja ilmanpaine kasvaa keuhkojen sisällä. Paine-ero tasoittuu sillä, että ilma puristuu ulos keuhkoista. Uloshengitys ei vaadi levossa lihastyötä, koska se tapahtuu hengityslihasten rentoutuessa. Ihminen voi kuitenkin tehostaa sitä rasituksen aikana aktiivisella lihastyöllä.

Kumpaakin keuhkoa ympäröi kaksinkertainen keuhkopussi. Kerrosten välisen tilan, keuhkopussinontelon, täyttää pieni määrä nestettä, joka vähentää kitkan kerrosten välillä lähes olemattomaksi keuhkojen liikkuessa rintakehässä.

Hengityksen säätely

Levossa aikuinen ihminen vetää henkeä 12-14 kertaa minuutissa, kerrallaan vajaa puoli litraa ilmaa. Hengitys kuitenkin kiihtyy esimerkiksi fyysisessä rasituksessa 40 - 50 hengenvetoon minuutissa, kun solut tarvitsevat runsaasti happea soluhengitykseen. Hengitystä säätelee aivojen hengityskeskus, joka lähettää hengityslihaksille viestejä kiihdyttää tai tasaannuttaa hengitystä niin että veren happi- ja hiilidioksidipitoisuudet pysyvät tasaisina. Jos hiilidioksidipitoisuus kasvaa kiihtyneen soluhengityksen vuoksi, veri happamoituu. Aivojen hengityskeskus saa tiedon  happamoitumisesta eli tarpeesta nopeampaan hengitykseen kemoreseptoreilta, jotka aistivat veren alentuneen pH:n.

© 2015 Otavan Opisto