Γιώργος Ποταμίτης
Ιατρός Ω.Ρ.Λ

Γιατί αναπνέουμε

Ο άνθρωπος μπορεί να ζήσει χωρίς τροφή για μερικές βδομάδες. Χωρίς νερό για μερικές μέρες. Χωρίς αέρα μόνο για ελάχιστα λεπτά.

 Η αναπνοή εξασφαλίζει την παροχή οξυγόνου στα κύτταρα και την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα, τελευταίο προϊόν της κυτταρικής δραστηριότητας.

 Αυτή η λειτουργία συντελείται σε δύο κύκλους.
Ο πρώτος κύκλος  μεταφέρει τον αέρα του εξωτερικού χώρου, πλούσιο σε οξυγόνο από τα ρουθούνια της μύτης, στο ρινοφάρυγγα, στο φάρυγγα, στο λάρυγγα την τραχεία και  τους βρόγχους μέσα στις κυψελίδες των πνευμόνων και αποβάλλει στον εξωτερικό χώρο το διοξείδιο του άνθρακα με αντίθετη διαδρομή.

Ο δεύτερος κύκλος, ο αιματικός, πραγματοποιείται από τα τριχοειδή αγγεία των κυψελίδων. Οδηγεί το αίμα, το οποίο είναι πλούσιο σε διοξείδιο του άνθρακα και φτωχό σε οξυγόνο, μέχρι τη μεμβράνη ανταλλαγής αερίων  όπου απελευθερώνεται από το διοξείδιο του άνθρακα, ενώ ανανεώνει το οξυγόνο του. Το αίμα έτσι, εμπλουτισμένο από οξυγόνο, οδηγείται στην καρδιά, η οποία διαμέσου των αρτηριών το παρέχει στα κύτταρα.

Η ανταλλαγή οξυγόνου – διοξειδίου γίνεται με την αιμο-σφαιρίνη που βρίσκεται στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Η αιμοσφαιρίνη μεταφέρει το οξυγόνο στον οργανισμό με το αρτηριακό αίμα και το διοξείδιο του άνθρακα στους πνεύμονες με το φλεβικό.

Η εισπνοή

Eπιτελείται πάντα ενεργητικά με τη συστολή των εισπνευστικών μυών. Έτσι διευρύνεται η θωρακική κοιλότητα, ακολουθούν με παθητική διεύρυνση οι πνεύμονες, οι κυψελίδες και έτσι η πίεση του κυψελιδικού αέρα ελαττώνεται, με συνέπεια τη δημιουργία διαφοράς πίεσης μεταξύ κυψελιδικού και ατμοσφαιρικού αέρα. Έτσι εισέρχεται ο αέρας μέσω της εισπνοής. Οι εισπνευστικοί μύες είναι κυρίως το διάφραγμα και οι έξω μεσοπλεύριοι μύες.

Η εκπνοή

Σε φυσιολογικό άτομο που βρίσκεται σε ηρεμία επιτελείται παθητικά. Όπως μπορεί να γίνει και ενεργητικά με τη συστολή των εκπνευστικών μυών. Οι εκπνευστικοί μύες είναι κυρίως οι έσω μεσοπλεύριοι μύες και οι μύες του κοιλιακού τοιχώματος

Η εναλλακτική ροή αέρα που εισέρχεται και εξέρχεται ρυθμικά από το αναπνευστικό δεν εκτελείται με τη θέληση μας αλλά καθοδηγείται περιοδικά από δυνάμεις που προέρχονται από ζώνες του κεντρικού νευρικού συστήματος που ονομάζονται αναπνευστικά κέντρα (για αυτό και συνήθως δεν καταλαβαίνουμε ότι αναπνέουμε). Αυτά τα αναπνευστικά κέντρα λειτουργούν γιατί διεγείρονται από νευρικές ωθήσεις που φτάνουν διά μέσου της κυκλοφορίας του αίματος για να μπορούν να ικανοποιήσουν σε κάθε στιγμή τις αναπνευστικές ανάγκες των κυττάρων και συνολικά του οργανισμού.

Ο αυλός του ανώτερου αναπνευστικού στον άνθρωπο, αν και αποτελεί την ανώτερης μορφής εξέλιξη στον κόσμο των θηλαστικών, κυρίως για τη μοναδικότητα του στην παραγωγή της ανθρώπινης ομιλίας, δεν παύει να αποτελεί και ένα μηχανισμό που υπόκειται στους κοινούς νόμους της φυσικής. Ισχύουν και για αυτόν όλοι οι νόμοι της αεροδυναμικής και κυρίως αυτός που καθορίζει ότι κατά την δίοδο του αέρα μέσω ενός σωλήνα κάθε μεταβολή του εύρους του επιφέρει και ανάλογη μεταβολή στην ταχύτητα του διερχόμενου αέρα. Όπως  ισχύουν και οι νόμοι που διέπουν την παραγωγή των ήχων. Το ίδιο και ο νόμος της βαρύτητας.

Φυσικά η διαφορά  μεταξύ ενός αεραγωγού σε ένα ζωντανό οργανισμό και σε μια μηχανή είναι προφανής.

Ο εισερχόμενος αέρας από τους αεραγωγούς ενός ζωντανού οργανισμού είναι απαραίτητο στοιχείο όχι απλά για  την ζώσα αλλά και για την υγιή κατάσταση του συνόλου του οργανισμού του, μέχρι και του τελευταίου κυττάρου του.

Ο ζωντανός οργανισμός και κυρίως μέσω του κεντρικού νευρικού του συστήματος έχει την ικανότητα αυτόματης ρύθμισης της αναπνοής ανάλογα με τις συνολικές του ανάγκες αλλά και την γενική και ειδική του κατάσταση του ανά πάσα στιγμή.

Αλλά και το κεντρικό νευρικό του σύστημα χρειάζεται χρόνο και κατάλληλες συνθήκες για την σωστή δική του αυτορρύθμιση, αυτοσυντήρηση, αναζωογόνηση.

Κάθε εμπλοκή, κάθε διαταραχή στην αλληλοεξαρτώμενη  λειτουργία μηχανισμού εισαγωγής – εξαγωγής του αέρα και του κέντρου ρύθμισης της αναπνοής επιφέρει ζημία στην ισορροπημένη λειτουργία του συνόλου του οργανισμού.

Όργανα της αναπνοής

Τα όργανα που σχηματίζουν το αναπνευστικό σύστημα του ανθρώπου είναι η μύτη (ή ρίνα, από το αρχαίο ρίς-ρινός), ο ρινοφάρυγγας, ο στοματοφάρυγγας,    ο λάρυγγας, η τραχεία, οι βρόγχοι και οι πνεύμονες.

Η μύτη, ο ρινοφάρυγγας, ο στοματοφάρυγγας και ο λάρυγγας αποτελούν την ανώτερη αναπνευστική οδό, ενώ η τραχεία και οι βρόγχοι την κατώτερη.

Οι πνεύμονες είναι το κατ’ εξοχήν όργανο της ανταλλαγής των αερίων, όπου ο αέρας έρχεται σε άμεση επαφή με το αίμα.

 Κατά την εισπνοή ο αέρας περνά από τη μύτη στο ρινοφάρυγγα, θερμαίνεται και καθαρίζεται, στη συνέχεια περνά μέσα από τον φάρυγγα στον λάρυγγα, στην τραχεία, από εκεί στους βρόγχους που διακλαδιζόμενοι (εξ ου και βρογχικό δέντρο)  καταλήγουν στις αναπνευστικές κυψελίδες στους πνεύμονες, όπου φτάνει και ο εισπνεόμενος αέρας.

Το μεγαλύτερο μέρος του όγκου των πνευμόνων καταλαμβάνεται από τις κυψελίδες (ο ολικός αριθμός τους είναι γύρω στα 200 εκατομμύρια), όπου γίνεται η ανταλλαγή των αερίων με το κυκλοφορικό σύστημα δια μέσου της αναπνευστικής μεμβράνης, που η συνολική της επιφάνεια είναι γύρω στα 80 τετραγωνικά μέτρα. 

Ο αριθμός και το βάθος των αναπνοών καθορίζεται από τις ανάγκες του οργανισμού σε οξυγόνο και ρυθμίζεται από το κέντρο της αναπνοής στον εγκέφαλο.

 Αυτός ο αναπνευστικός κύκλος, που επαναλαμβάνεται διαρκώς,   ρυθμίζεται από το αναπνευστικό κέντρο του εγκεφάλου.

Έτσι, το όλο σύστημα είναι ένα μικρό εργαστήριο που μετρά συνεχώς την πυκνότητα του διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα και όποτε χρειάζεται, αυξομειώνει τον αριθμό των αναπνευστικών κινήσεων, ανάλογα με τις ανάγκες του οργανισμού.

 Ο συνήθης αριθμός αναπνευστικών κινήσεων σε κατάσταση ηρεμίας είναι περίπου 24 ανά λεπτό. Ο αριθμός αυτός, όμως, δεν είναι σταθερός, γιατί η αναπνοή δεν είναι απόλυτα αυτόματη λειτουργία (μπορούμε δηλαδή να την ελέγξουμε ως ένα βαθμό με τη θέλησή μας). Επίσης η όποια προσπάθεια (τρέξιμο) αυξάνει τις ανάγκες σε οξυγόνο και έτσι αυξάνονται και οι αναπνευστικές κινήσεις.

Ρυθμιστικοί μηχανισμοί της αναπνοής.

 Η αναπνοή αρχίζει αυτόματα με εντολή από νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου. Οι κινητικοί νευρώνες των αναπνευστικών μυών όμως βρίσκονται κάτω από συνειδητό έλεγχο, γι’ αυτό υπάρχει η δυνατότητα να μεταβάλλουμε ή να αναστείλουμε προσωρινά τον ρυθμό της αναπνοής, όπως για παράδειγμα κατά την διάρκεια ενός τραγουδιού ή κατά την διάρκεια μιας βουτιάς στην θάλασσα.