Hengitys

prosessi, jossa ilma kulkee keuhkojen kautta

Hengitys tai respiraatio on ilman vetämistä hengitysteiden kautta keuhkoihin, joissa happea siirtyy sisäänhengitetystä ilmasta keuhkotuuletuksessa keuhkorakkuloiden kautta veren ja kudosnesteen kautta soluihin. Niissä happi kulutetaan soluhengityksessä[1], josta syntynyt hiilidioksidi palaa keuhkoihin ja hengitetään ulos.[2]

Sisään- ja uloshengityksessä pallea (oranssilla) liikkuu keuhkojen alla ylös ja alas, jolloin ilma virtaa keuhkoihin ja niistä ulos.

Hengityskeskus ja hengityselimetMuokkaa

Aivojen hengityskeskus sijaitsee ydinjatkeessa. Keskuksen hermosoluista osa on aktiivisimmillaan sisäänhengityksen aikana ja osa uloshengityksen aikana. Hengityskeskuksen toiminnan säätelyyn kuuluvat sekä humoraalinen säätely että neuraalinen säätely. Humoraalisen säätelyn säätelytekijöistä tehokkain on hiilidioksidi, jonka liuetessa vereen muodostuvat vetyionit stimuloivat hengitystä.

Ylähengitysteitä ovat nenäontelo, nielu ja kurkunpää. Alahengitysteitä ovat keuhkot, henkitorvi, keuhkoputket, ilmatiehyet ja keuhkorakkulat. Hengityslihaksia ovat pallea, rintakehän kylkivälilihakset, niska-hartiaseudun apuhengityslihakset sekä vatsalihakset.[3]

Sisäänhengitys ja uloshengitysMuokkaa

Ilman tulo ylähengitysteihinMuokkaa

Kun ihminen hengittää nenän kautta, sisään menevä ilma kostuu ja lämpiää, ja siitä suodattuvat pois epäpuhtaudet. Näin ilma ärsyttää hengitysteiden limakalvoja mahdollisimman vähän.[3] Hengitysteitä verhoaa hengitystie-epiteeli, joka on valekerrostunutta värekarvaepiteeliä. Värekarvat heiluvat jatkuvasti etenevinä aaltoina liikuttaen soluja peittävää limaa kohti nielua, josta ne joutuvat nielemisliikkeiden mukana mahalaukkuun. Limaan tarttuu hengitysilmasta mikrobeja, jotka hajoavat lähes täysin mahalaukussa.

Hengitysilma kulkee kahdessa sieraimessa vapaammin vuoron perään noin viiden tunnin jaksoissa. Tämän aiheuttaa nenän kuorikoiden paisuvaiskudos, joka on toisessa sieraimessa aina paisunut ja toisessa supistunut. Tämä niin sanottu nenäsykli antaa nenän limakalvoille aikaa levätä ja uusiutua.[4]

Fyysisessä rasituksessa ja ponnistellessa ihminen saattaa vaihtaa nenähengityksen suun kautta tapahtuvaan hengitykseen.[3] Siinä ilmaa saadaan keuhkoihin nenähengitystä nopeammin ja helpommin, koska suuhengityksessä vastus on levossa noin neljä kertaa ja rasituksessa noin yhdeksän kertaa pienempi kuin nenähengityksessä. Sen lisäksi ylähengitysteiden hengitysvastus pienenee liikunnan vaikutuksesta enemmän suun kautta hengitettäessä kuin nenähengityksessä. Suuhengityksen haittapuoli on se, että sisäänhengitysilma ei puhdistu, lämmity eikä kosteudu kuten nenän kautta hengitettäessä.[5]

Keuhkojen täyttyminen ja tyhjentyminenMuokkaa

Ihmisen rinta hengityksen aikana.

Sisäänhengityksessä pallealihas supistuu ja painuu alaspäin vatsaontelon elimiä vasten. Sen seurauksena rintakehän sisälle syntyy alipaine, jolloin ilma virtaa paine-eron suuntaan ja täyttää keuhkot. Samalla ylävatsa pyöristyy sekä rintakehä laajenee sivuille, ylös ja eteenpäin, kun uloimmat kylkivälilihakset nostavat kylkiluita ylöspäin.[6][3]

Uloshengityksessä sisäänhengityslihakset rentoutuvat passiivisesti. Sen seurauksena rintakehä palautuu lepoasentoon ja pallea palautuu rintaonteloa vasten, jolloin keuhkoista virtaa ilmaa ulos. Uloshengitystä seuraa lyhyt tauko.[3] Kun hengitys voimistuu, käytetään myös uloshengityslihaksia eli sisempiä kylkivälilihaksia ja vatsalihaksia.[6]

Aikuinen ihminen vetää levossa kerralla keuhkoihinsa tyypillisesti noin puoli litraa ilmaa. Kun fyysinen ponnistelu lisää hapentarvetta, hengitys kiihtyy ja syvenee.[7] Ihminen hengittää levossa yleensä 12–16 kertaa minuutissa. Voimakkaassa rasituksessa hengitystiheys voi nousta jopa 35–60 kertaan minuutissa. Hengittämistyö kuluttaa alle viisi prosenttia ihmisen kokonaisenergiankulutuksesta. Epätaloudellisessa hengityksessä kulutus voi nousta jopa 20–40 prosenttiin.[3]

HengitystavatMuokkaa

Hengitystavat on mahdollista jakaa neljään ryhmään sen mukaan, missä hengitys näyttää tapahtuvan.

  1. Solisluuhengitys
  2. Rintahengitys
  3. Vatsahengitys
  4. Syvähengitys

Solisluuhengityksessä hartiat nousevat sisäänhengityksen aikana. Rintahengityksessä rintakehän yläosa kohoaa ja vatsahengityksessä alavatsa pullistuu. Syvähengitystä pidetään teoriassa parhaana hengitystapana, sillä siinä keuhkot pääsevät täyttymään joka kohdasta tasapuolisesti kaikkien hengityslihasten osallistuessa toimintaan. Pallea laskeutuu, kylkivälilihakset nostavat kylkiluita, vatsa pullistuu, rintakehä leviää. Syvähengityksessä keskivartalon alue levenee kyljissä ja selässä sekä ylävatsan alueella. Syvähengitystä pidetään joissakin piireissä ainoana oikeana hengitystapana, ja muut kolme tapaa kuitataan virheellisiksi [8], mutta jopa oopperalaulajien on todettu käyttävän jotain muuta tapaa hengittää kuin syvähengitys [9] Syvähengitys ei ole sama asia kuin ilman vetäminen keuhkoihin ääriään myöten täyteen.

Hengityksen pidättäminenMuokkaa

Ihmiset osaavat pidätellä hengitystään eli olla hengittämättä tavallisesti noin kahteen minuuttiin asti. Maailmanennätys on yli 24 minuuttia. Aluksi olo voi olla rentoutunut, mutta noin puolen minuutin jälkeen keuhkoissa alkaa tuntua kipua, ja myöhemmin vatsa alkaa kouristella. Minuuttien kuluessa veren hiilidioksidipitoisuus kasvaa, ja ihminen alkaa tuntea huimausta. Noin viiden minuutin jälkeen hengityksen pidättäminen alkaa olla vaarallista. Pian sen jälkeen ihminen voi mennä tajuttomaksi, jolloin hengitys alkaa uudelleen automaattisesti.[10]

Harkitusti suoritetulla hengityksen pidättämisellä voi olla joitain terveyshyötyjä, kuten rentoutuminen, vastustuskyvyn lisääntyminen, eliniän pidentyminen ja aivokudoksen uudistuminen.[10]

Valaat voivat olla veden alla hengittämättä useita tunteja kerrallaan.

HengitysongelmatMuokkaa

Hengitystä voi vaikeuttaa jokin hengityssairaus, kuten keuhkoputkia ahtauttavavat astma ja keuhkoahtaumatauti. Keuhkoputket voivat myös tulehtua, tai toimivan keuhkokudoksen määrä olla vähentynyt.[3]

Kaasujen kierto elimistössäMuokkaa

 
Keuhkorakkuloita ja hiussuonia.

Kaasujen vaihto tapahtuu keuhkorakkuloissa eli alveoleissa. Happi siirtyy vereen ja kiinnittyy punasolun sisällä olevaan hemoglobiiniin. Aineenvaihdunnan lopputuotteena syntynyt ylimääräinen hiilidioksidi poistuu uloshengitysilman mukana.

Happi siirtyy lyhyen matkan vuoksi hyvin nopeasti keuhkorakkuloista vereen, jossa se kulkee suurimmaksi osaksi hemoglobiiniin eli verenpunaan sitoutuneena. Osa hapesta kuitenkin liukenee plasmaan ja punasolujen nesteeseen. Esimerkiksi häkä (CO) sitoutuu hemoglobiiniin estäen hapen sitoutumisen, joka selittää sen myrkyllisyyden. Kudosten hiussuonista happi siirtyy happiosapaineen ansiosta kudosnesteeseen ja siitä edelleen soluihin. Samalla tavoin siirtyy hiilidioksidi soluista ensin kudosnesteeseen ja siitä vereen. Veressä hiilidioksidi reagoi veden kanssa muodostaen hiilihappoa, joka dissosioituu vetyioniksi ja vetykarbonaatti-ioniksi. Tätä tapahtumaa katalysoivat tietyt punasolujen entsyymit. Hiilidioksidista noin 70 prosenttia kulkee veressä vetykarbonaattina. Vetykarbonaatti ja vetyionit muodostavat jälleen hiilidioksidia keuhkokapillaareissa. Hiilidioksidista noin 23 % kulkee veressä hemoglobiinin tai muihin plasman proteiineihin sitoutuneena ja noin 7 prosenttia hiilidioksidista on liuenneena vereen muuttumattomana hiilidioksidina. [11]

Perusaineenvaihdunnan kuona-aineena syntyvän hiilidioksidin (noin 200 ml/min) elimistö tuulettaa pois ensisijaisesti keuhkojen kautta tai varastoi verenkiertoon ja kudoksiin bikarbonaatti-ionina (HCO3) karboanhydraasi entsyymin avulla.[12]

Stressi ja rentoutuminenMuokkaa

Hengitys nopeutuu, kun ihminen on stressaavassa tilanteessa ja sympaattinen hermosto on aktivoitunut. Vastaavasti hengitys rauhoittuu, kun ihmisellä on turvallinen ja rento olo, ja parasympaattinen hermosto on aktivoitunut.[13]

Hengitystä tietoisesti hidastamalla ihminen voi aktivoida parasympaattisen hermostonsa. Tällöin syke ja verenpaine alenevat ja keho rentoutuu.[13] Rauhallisen palleahengityksen aktivoimista ja hengitysrytmin syventämistä käytetään rentoutusharjoituksena lievittämään ahdistuksen tunnetta.[14] Joogaan kuuluu paljon hengitysharjoituksia.[4]

Katso myösMuokkaa

LähteetMuokkaa

  1. Nienstedt, Walter & Hänninen, Osmo & Arstila, Antti & Björkqvist, Stig-Eyrik: Ihmisen fysiologia ja anatomia, s. 258–259. WSOY, 2009. ISBN 978-951-0-35826-9.
  2. hengitys Duodecim Terveyskirjasto. 18.10.2016. Viitattu 3.8.2021.
  3. a b c d e f g Hengittäminen Hengitysliitto. Viitattu 3.8.2021.
  4. a b Sarita Blomqvist: Tiesitkö tämän: sieraimet siemailevat ilmaa vuorotellen Yle uutiset. 31.10.2014. Viitattu 3.8.2021.
  5. Heikki Tikkanen ja Juha Peltonen: Liikunta ja keuhkot Aikakauskirja Duodecim. 2001. Viitattu 3.8.2021.
  6. a b c Wiik, Kalevi: Fonetiikan perusteet, s. 12–15. Suomenkielinen oppikirja. Helsinki: WSOY kurssikirjat, 1981. ISBN 951-0-10324-1.
  7. Ovatko isot keuhkot tehokkaammat kuin pienet? Tieteen Kuvalehti. 10.5.2016. Viitattu 3.8.2021.
  8. Hautamäki, Tarja: Laulajan opas, s. 23. , 1999.
  9. Laukkanen, Anne-Maria & Leino, Timo: Ihmeellinen ihmisääni: äänenkäytön ja puhetekniikan perusteet, arviointi, mittaaminen ja kehittäminen. Helsinki: Gaudeamus, 1999. ISBN 951-662-782-X.
  10. a b Tim Jewell: How to Train to Hold Your Breath Longer Safely Healthline. 7.2.2020. Viitattu 3.8.2021.
  11. Martini, Nath & Bartholomew: Fundamentals of Anatomy & Physiology, s. 906-915. Pearson Education Ltd, 2018.
  12. Suomen Anestesiasairaanhoitajat: Waltteri Siirala, Hengityksen fysiologia pdf
  13. a b Tiina Svensk: Hengitä itsesi huolettomaksi – näin rentoudut hengityksen avulla Yle. 4.12.2019. Viitattu 3.8.2021.
  14. Rentous osana elämäntapaa Mielenterveystalo. Viitattu 3.8.2021.