Hengitys on ilman liikkumista keuhkoihin ja keuhkoista ulos. Sisään ja ulos menevää ilmaa kutsutaan hengitykseksi. Jos ihminen ei pysty hengittämään, hän kuolee.
Hengitys auttaa ihmisiä tekemään kaksi hyvin tärkeää asiaa:
- Happea kehoon. Jokainen kehon osa tarvitsee happea selviytyäkseen. Ainoa tapa, jolla ihminen voi saada happea, on hengittää sitä sisään.
- Hiilidioksidin (CO2 ) poistaminen elimistöstä. Kun elimistö tuottaa energiaa, hiilidioksidia jää jäljelle. Elimistön on päästävä eroon ylimääräisestä hiilidioksidista, sillä liika hiilidioksidi on myrkyllistä. Ainoa tapa, jolla ihminen voi päästä eroon hiilidioksidista, on hengittää se ulos.
Kun ihminen hengittää sisään, hän tuo ilmaa keuhkoihinsa. Ilmassa on happea. Happi kulkeutuu keuhkoista henkilön verenkiertoon. Kun happi menee verenkiertoon, ylimääräistä hiilidioksidia tulee ulos ja menee keuhkoihin. Tätä kutsutaan kaasujen vaihdoksi: periaatteessa happi ja hiilidioksidi vaihtavat paikkaa. Happi on nyt verenkierrossa, joka voi kuljettaa happea kaikkialle kehoon. Myös hiilidioksidi on nyt keuhkoissa, joista se voidaan hengittää ulos.
Aikuiset hengittävät noin 18 kertaa minuutissa eli yli 25 000 kertaa päivässä. Lapset hengittävät vielä nopeammin.
Miten hengitys toimii käytännössä
Hengityksen tie alkaa nenä- ja suuontelosta, josta ilma kulkee kurkunpään (nielu ja kurkunpää) kautta henkitorveen. Henkitorvi jakautuu kahdeksi keuhkoputkeksi, jotka haarautuvat edelleen pienemmiksi pikkukeuhkoputkiksi (bronkiolit) ja lopulta päättyvät keuhkorakkuloihin (alveolit). Keuhkorakkuloissa tapahtuu kaasujen vaihto.
Rinta- ja hengityslihakset – pääasiassa pallea (diaphragma) ja kylkivälilihakset – muuttavat rintakehän tilavuutta. Sisäänhengityksessä pallea laskee ja rintakehä laajenee, mikä laskee keuhkojen paineen ja vetää ilmaa sisään. Uloshengityksessä lihakset rentoutuvat, rintakehä palautuu ja ilma poistuu, usein passiivisesti mutta voimakkaasti uloshengityksessä tarvittaessa aktivoiden myös vatsanlihaksia.
Kaasujen vaihto ja kuljetus veressä
Kaasujen vaihto perustuu diffuusioon: happi siirtyy keuhkorakkuloiden ilmasta niiden ympärillä olevaan kapillaariverenkiertoon, koska veren ja ilman välillä on erilaiset osapaineet. Samalla hiilidioksidi siirtyy verestä keuhkoihin ja poistuu uloshengityksessä.
- Hapen kuljetus: suurin osa hapesta sitoutuu punasolujen hemoglobiiniin. Osa liukenee myös vereen vapaana.
- Hiilidioksidin kuljetus: osa hiilidioksidista kulkee veressä liuenneena, osa sitoutuneena proteiineihin (esim. hemoglobiiniin) ja suurin osa kuljetetaan bikarbonaattina (HCO3−) kemiallisten reaktioiden kautta.
Hengityksen säätely
Hengitystä säätelee aivojen hengityskeskus (pääasiassa aivorungon alueilla). Keskus vastaanottaa tietoa kehon tilasta ja säätää hengitystiheyttä sekä syvyyttä. Tärkeimmät säätelijät ovat:
- keskushermoston kemoreseptorit, jotka reagoivat pääasiassa veren hiilidioksidin ja pH:n muutoksiin, ja
- perifeeriset kemoreseptorit (kaulavaltimoissa ja aortan kaarella), jotka reagoivat veren happipitoisuuteen sekä hiilidioksidiin.
Kun CO2 kasvaa tai veren pH laskee, hengityskeskus lisää hengityksen nopeutta ja syvyyttä poistaakseen ylimääräisen hiilidioksidin. Hapen varastot veressä laskevat vasta jälkikäteen, joten keho säätelee hengitystä ensisijaisesti hiilidioksidin perusteella.
Normaaleja arvoja ja muutokset
Tyypillisiä arvoja aikuiselle levossa:
- Hengitystaajuus: noin 12–20 kertaa/min (mainittu ~18 krt/min yleinen arvio).
- Tiheys hengitysminuutista: vuorokausitasolla yli 20 000 hengitystä usein mainitaan.
- Tilavuusarvot: lehtotilavuus (tidal volume) ~500 ml per hengenveto; minuuttiventilaatio ~6–10 litraa/min levossa.
Hengitystaajuus nousee liikunnan, kuumeen, hengenvaarallisten tilojen ja korkeuden vaikutuksesta. Lapset ja imeväiset hengittävät nopeammin kuin aikuiset.
Yleisiä hengitykseen liittyviä sairauksia
- Astma: keuhkoputkien ahtautuminen ja tulehdus, joka aiheuttaa hengityksen vinkumista ja hengitysvaikeuksia.
- Keuhkoahtaumatauti (COPD): usein tupakoinnista johtuva krooninen tila, jossa ilmateiden ahtautuminen ja keuhkokudoksen vaurio haittaavat kaasujen vaihtoa.
- Kohu (keuhkokuume): keuhkokudoksen tulehdus, jonka aiheuttaa yleensä bakteeri tai virus.
- Unenaikainen hengityskatkos (apnea): hengityksen toistuva keskeytyminen unen aikana.
Kuinka pitää hengityselimet terveinä
- Älä tupakoi ja vältä passiivista tupakansavua.
- Liikunta parantaa hengityselinten toimintaa ja keuhkojen kapasiteettia.
- Pidä rokotukset ajantasaisina (esim. influenssa, pneumokokki), etenkin riskiryhmille.
- Vältä ilman saasteita ja huolehdi hyvästä sisäilman laadusta.
- Hengitysharjoitukset ja fysioterapia voivat auttaa erityisesti hengityssairauksista kärsiviä.
Yhteenvetona: hengitys on elintärkeä prosessi, jonka avulla keho saa happea ja poistaa hiilidioksidia. Se perustuu hengitysteiden toimintaan, lihasten liikkeisiin ja keuhkorakkuloiden kautta tapahtuvaan kaasujen vaihtoon. Hengitystä säätelevät aivot ja kehon kemialliset mittarit, ja sen hyvinvointi on olennaista yleiselle terveydelle.
