Ihmisen peruselintoiminnoista puhuttaessa hengityksellä tarkoitetaan kaasujenvaihdon prosessia, jossa happi siirtyy ilmasta keuhkojen kautta vereen ja edelleen verenkierron välityksellä elimistön soluihin sekä hiilidioksidin siirtymistä soluista verenkierron ja keuhkojen välityksellä ilmaan (kuvio 1). Hengitys on myös tehokas ja nopea tapa säädellä elimistön happo-emästasapainoa.

Kaasujenvaihto alveolitasolla
Kuvio 1. Kaasujenvaihto alveolitasolla keuhkoissa.

 

Keuhkotuuletus eli ventilaatio tarkoittaa ilman kuljetusta keuhkoihin ja niistä ulos. Ilman virtaus keuhkoihin ja ulos perustuu paine-eroon ulkoilman ja keuhkorakkuloiden välillä. Ilma virtaa aina suuremman paineen alueelta pienempään. Keuhkojen vuorottainen supistuminen ja laajeneminen aikaansaa ventilaation edellyttämät paineenvaihtelut. Sisäänhengitysvaiheessa rintaontelo laajenee sisäänhengityslihasten, etenkin pallean, avulla (kuvio 2). Uloshengitysvaihe tapahtuu levossa ilman lihastyötä, kun keuhkokudoksen ja rintakehän kimmoisat rakenteet vetävät sisäänhengityslihasten veltostuessa keuhkoja ja rintakehää kokoon. Vatsaonteloon sisäänhengitysvaiheen aikana muodostunut paine työntää lisäksi veltostunutta palleaa takaisin ylös.

Breathing
Kuvio 2. Rintakehän anatomia ventilaation näkökulmasta. Vyötärölihavuuden aiheuttama vatsaontelon paineen nousu haittaa pallean liikettä sisäänhengityksessä. (Sovijärvi 2017a.)

 

Keuhkotuuletukseen vaikuttavat olennaisesti keuhkojen ja rintakehän kimmoisuus sekä keuhkorakkuloiden pintajännitys. Myös hengitysteiden virtausvastus vaikuttaa ventilaation onnistumiseen. Tietyt sairaudet voivat häiritä ventilaatiota huomattavasti.

Keuhkotuuletuksen säätely on automaattista ja tapahtuu hengityskeskuksessa, joka sijaitsee aivorungon ydinjatkeessa (kuvio 3). Eli puolilla elimistöä sijaitsevat reseptorit tarkkailevat veren hiilidioksidi- ja happiosapaineita, jotka vaikuttavat hengitystarpeen määrään. Myös tahdonalainen hengitystarpeen säätely on tietyin rajoituksin mahdollista selkäytimen etusarvessa sijaitsevan hermoyhteyden välityksellä.

hengityksen_saately
Kuvio 3. Hengityksen säätelyyn vaikuttavat hermostolliset tekijät aivoissa ja kudosten hermopäätteissä. (Sovijärvi 2017a.)