KvalitetssjekkRespirasjon eller ventilasjon er transport av luft inn og ut av lungene. Et åndedrett består av innånding (inspirasjon) og utånding (ekspirasjon).
Innånding, inspirasjon
Inspirasjonen er en aktiv prosess. Det vil si at vi ved hjelp av ulike muskler drar luft fra atmosfæren ned i lungene.
Vi har tre typer respirasjonsmuskler:
Den viktigste er mellomgulvet (diafragma). Denne muskelen er kuppelformet og skiller brysthulen fra bukhulen. Ved inspirasjon trekker den seg sammen (kontraherer) slik at kuppelen blir flatere. Dette fører til at brysthulen utvides. Diafragma presses normalt ned omtrent én til to centimeter. Ved hardt arbeid kan den imidlertid presses ned så mye som rundt ti centimeter.
De ytre interkostalmusklene (muskler mellom ribbeina) trekker seg også sammen ved inspirasjon. Disse musklene ligger mellom ribbeina og fungerer ved at de hever brystkassen. På denne måten fører også de ytre interkostalmusklene til en utvidelse av brysthulen.
Halsmusklene er de siste musklene som kan bidra under inspirasjonen. Disse musklene bidrar til å løfte brystkassen på samme måte som de ytre interkostalmusklene. Halsmusklene brukes imidlertid kun i situasjoner hvor det er behov for en større mengde luft til lungene eller i situasjoner hvor de andre inspirasjonsmusklene ikke fungerer normalt. Eksempler på dette er graviditet og fedme. Ved slike tilstander er det mulig at diafragma ikke klarer å flate ut så mye som den normalt gjør. Halsmusklene hever brystkassen ved at musklene trekker i første og andre ribbein samt kragebeinet når de kontraherer.
Alle inspirasjonsmusklene bidrar til at brysthulen utvides. Lungene er som før beskrevet, festet til brystkassen ved hjelp av brysthinnen (pleura). Når brystkassen utvides, vil spalten mellom de to lagene i brysthinnen bli noe større slik at trykker i spalten synker. Dette undertrykket fører til at lungene dras ut sammen med brystkassen. Det lavere trykket i alveolene som skapes når lungene utvider seg, fører til at luft strømmer fra atmosfæren gjennom luftveiene til alveolene. Oksygen kan så diffundere over alveolærveggen til kapillærnettet som ligger omkring alveolene.
Utånding, ekspirasjon
Ekspirasjonen er en passiv prosess i hvile. Det vil si at muskelsammentrekninger ikke er nødvendig for å puste ut luft. Etter inspirasjonen slapper inspirasjonsmusklene av. Dette fører til at volumet i brystkassen reduseres og at trykket øker. Lungenes elastiske vev fører til at disse også reduseres i størrelse. Dette gir en trykkøkning i lungenes alveoler. Denne trykkøkningen vil etter hvert bli større enn atmosfæretrykket. Luften vil da strømme fra alveolene gjennom luftveiene og ut av kroppen. Ved fysisk aktivitet kan ekspirasjonen være en aktiv prosess. Musklene i bukveggen kan da kontrahere slik at trykket i bukhulen øker og diafragma presses oppover. I tillegg kan de indre interkostalmusklene trekke seg sammen slik at brystkassen senkes. Begge disse sammentrekningene fører til at volumet i brystkassen reduseres ytterligere. På denne måten kan utpustingen av luft foregå raskere.
Regulering av åndedrettet
Respirasjonssenteret ligger i den forlengede marg (medulla oblongata) i hjernestammen. Her ligger det nerveceller som sender sine utløpere til respirasjonsmusklene. Nervecellene sender nerveimpulser til disse musklene med jevne mellomrom slik at de trekker seg sammen omtrent 12 ganger i minuttet. Pustingen (respirasjonen) foregår automatisk, det vil si at vi ikke behøver å ”tenke” på at vi må puste. Mennesket kan likevel til en viss grad styre pustingen. Nervecellene i den forlengede marg kan nemlig bli påvirket av nerveceller fra hjernebarken. På denne måten kan vi for eksempel bestemme frekvensen og dybden på pusten. Holder vi derimot pusten lenge, kan andre reguleringsmekanismer overstyre slik at vi blir nødt til å trekke pusten igjen. Trening kan imidlertid føre til at vi kan klare å holde pusten lengre.
Aktiviteten i respirasjonssenteret blir styrt av ulik innkommende (sensorisk) informasjon. Hvor raskt og hvor dypt vi puster, påvirkes blant annet av mengden oksygen, karbondioksid og hydrogenioner (H+ ioner) i blodet. En økning i karbondioksid og hydrogenioner i forhold til det normale, vil generelt føre til at vi puster raskere. Det samme gjelder dersom vi får en redusert mengde oksygen.
Det er kjemoreseptorer som registrerer forandringene i oksygen, karbondioksid og H+-ionene. Vi har to typer kjemoreseptorer: sentrale kjemoreseptorer som finnes i den forlengede marg og perifere kjemoreseptorer som finnes i den buede delen av hovedpulsåren (aorta) og halsarterien (arteria carotis). Førstnevnte reseptorer reagerer først og fremst på karbondioksid, mens de sistnevnte reseptorer særlig reagerer på oksygen og H+-ioner. Det er karbondioksid som er det viktigste av de nevnte stoffene for reguleringen av åndedrettet. Selv en liten økning av karbondioksid fører til at vi puster raskere.
