Γεια σε όλους και καλωσήρθατε σε άλλο ένα ταξίδι στην επιστήμη. Σήμερα θα ήθελα να αναλύσουμε ένα φαινόμενο που λαμβάνει χώρα στον οργανισμό όλων μας κάθε μέρα, κάθε ώρα, κάθε λεπτό και κάθε δευτερόλεπτο και από πίσω του κρύβει έναν πολύ όμορφα οργανωμένο μηχανισμό. Αυτό το φαινόμενο δεν είναι άλλο από το μηχανισμό της αναπνοής και σε αυτό το κείμενο θα αναλύσουμε το πως πραγματοποιείται. Πως γνωρίζει ο ατμοσφαιρικός αέρας ότι πρέπει να εισέλθει και να εξέλθει από τους πνεύμονες; Φυσικά δεν το γνωρίζει, με την κυριολεκτική έννοια, απλώς το σώμα μας υπακούει σε κάποιους γνωστούς νόμους της φυσικής, προκειμένου να επιτελέσει την απαραίτητη αυτή δράση για τη διατήρηση της ζωής.
Καταρχάς, προκειμένου να αναπνεύσουμε είναι απαραίτητη η δράση κάποιων μυών. Οι πιο σημαντικοί από αυτούς είναι το διάφραγμα και οι μεσοπλεύριοι μύες, οι μύες δηλαδή που βρίσκονται ανάμεσα στο θώρακα, καθώς και κάποιοι μύες του λαιμού. Αυτοί οι μύες, λοιπόν, συσπώνται με αποτέλεσμα να “τραβούν” το θωρακικό κλωβό προς τα κάτω και προς τα έξω φέρνοντας τον ατμοσφαιρικό αέρα μέσα στους πνεύμονες. Πως όμως γίνεται αυτό; Η εξήγηση μπορεί να δοθεί μεσώ ενός νόμου της φυσικής, ο οποίος ονομάζεται νόμος του Boyle και ως ένα βαθμό εφαρμόζεται και στο αναπνευστικό μας σύστημα. Ο νόμος του Boyle λέει πως σε ένα αέριο με σταθερή θερμοκρασία, η αύξηση του όγκου του οδηγεί σε πτώση της πίεσης και αντιστρόφως. Η σύσπαση των μυών που αναφέραμε παραπάνω οδηγεί σε αύξηση του όγκου των πνευμόνων μέσω της κίνησης του θωρακικού κλωβού. Αύξηση, λοιπόν, του όγκου των πνευμόνων οδηγεί σε μείωση της πίεσης μέσα στους πνεύμονες σύμφωνα με το νόμο του Boyle, πίεση που φτάνει σε χαμηλότερα επίπεδα σε σχέση με την ατμοσφαιρική. Μιας και τα αέρια κινούνται από περιοχές υψηλής πίεσης σε περιοχές χαμηλότερης πίεσης, ο αέρας ταξιδεύει από την ατμόσφαιρα μέσα στους πνεύμονες προκειμένου να πραγματοποιηθεί η ανταλλαγή των αερίων! Στην περίπτωση της εκπνοής, η διαδικασία είναι παθητική χωρίς τη δράση κάποιων μυών και βασίζεται κυρίως στην ελαστικότητα των πνευμόνων που έχουν την τάση να επιστρέφουν στην πρότερή τους κατάσταση. Οι πνεύμονες με αυτόν τον τρόπο μειώνουν τον όγκο τους, αυξάνοντας την πίεση λίγο πάνω από την ατμοσφαιρική. Οπότε, εφόσον η πίεση μέσα στους πνεύμονες είναι υψηλότερη σε σχέση με την ατμοσφαιρική και τα αέρια κινούνται από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης σε περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης ο αέρας ταξιδεύει από τους πνεύμονες πίσω στην ατμόσφαιρα και έτσι ολοκληρώνεται η εκπνοή!
Αυτό, λοιπόν, είναι το φαινόμενο της αναπνοής περιγράφοντάς το πάρα πολύ συνοπτικά. Ελπίζω να σας άρεσε. Ραντεβού στο επόμενο άρθρο!
Ηλίας Ντόντης
RN, CCRN, BSc Nursing Sciences, MSc candidate
Πηγές:
1.Aliverti A. The respiratory muscles during exercise. Breathe (Sheff). 2016 Jun;12(2):165-8. doi: 10.1183/20734735.008116. PMID: 27408635; PMCID: PMC4933622.
2.Kenny BJ, Ponichtera K. Physiology, Boyle’s Law. [Updated 2022 Oct 10]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538183/
3.Ιστοσελίδα- Teachmephysiology, Mechanics of breathing
Εικόνα: Canva
