Każdy oddech: proces oddychania wyjaśniony

wprowadzenie

pierwsze pytanie zadane w sytuacji awaryjnej brzmi: „czy osoba oddycha?”. Często jest to również pierwsze pytanie zadane o noworodki, a ostatnie pytanie o umierających., Dlaczego oddychanie jest takie ważne? Czego tak bardzo potrzebujemy w oddechu? Co się stanie, gdy przestaniemy oddychać? Mogą wydawać się oczywiste pytania, ale mechanizmy oddychania są często słabo poznane, a ich znaczenie w ocenach zdrowia i diagnostyce często pomijane. Ten artykuł opisuje anatomię i fizjologię oddychania.,

współpracując z zielonymi roślinami

potrzebujemy energii do napędzania wszystkich działań w naszym ciele, takich jak skurcz mięśni i utrzymanie potencjału spoczynkowego w naszych neuronach, i musimy pracować, aby uzyskać energię, z której korzystamy.

zielone rośliny pobierają energię bezpośrednio ze światła słonecznego i przekształcają ją w węglowodany (cukry). Nie możemy tego zrobić, ale możemy wykorzystać energię zmagazynowaną w węglowodanach do napędzania wszystkich innych reakcji w naszym ciele. Aby to zrobić, musimy połączyć cukier z tlenem., Dlatego musimy gromadzić zarówno cukier, jak i tlen, co wymaga od nas pracy. W rzeczywistości spędzamy dużo naszej energii na pozyskiwaniu cukru i tlenu, których potrzebujemy do produkcji energii.

pozyskujemy węglowodany z zielonych roślin lub zwierząt, które zjadły zielone rośliny, a także pozyskujemy tlen z powietrza. Zielone rośliny uwalniają tlen jako produkt odpadowy fotosyntezy; używamy tego tlenu do napędzania naszych reakcji metabolicznych, uwalniając dwutlenek węgla jako produkt odpadowy. Rośliny wykorzystują nasze odpady jako źródło węgla dla węglowodanów.,

zrywanie wiązań chemicznych

aby uzyskać energię musimy uwolnić energię zawartą w wiązaniach chemicznych cząsteczek takich jak cukry. Pokarmy, które spożywamy (takie jak węglowodany i białka) są trawione w naszym przewodzie pokarmowym na cząsteczki (takie jak cukry i aminokwasy), które są wystarczająco małe, aby przejść do krwi. Krew transportuje cukry do komórek, gdzie mitochondria rozbijają swoje wiązania chemiczne, uwalniając energię, którą zawierają. Komórki potrzebują tlenu, aby móc przeprowadzić ten proces. Ponieważ każda komórka naszego ciała potrzebuje energii, każda z nich potrzebuje tlenu.,

uwolniona energia jest przechowywana w związku chemicznym o nazwie adenozynotrójfosforan (ATP), który zawiera trzy grupy fosforanów. Gdy potrzebujemy energii do przeprowadzenia aktywności, ATP jest rozkładany na difosforan adenozyny (ADP), zawierający tylko dwie grupy fosforanów. Zerwanie wiązania chemicznego między trzecią grupą fosforanową a ATP uwalnia dużą ilość energii.

oddychanie Wewnętrzne i zewnętrzne

nasze płuca dostarczają tlen z powietrza zewnętrznego do komórek za pośrednictwem krwi i układu sercowo-naczyniowego, aby umożliwić nam uzyskanie energii., Gdy wdychamy tlen dostaje się do płuc i dyfunduje do krwi. Jest on pobierany do serca i pompowany do komórek. W tym samym czasie odpady dwutlenku węgla z rozkładu cukrów w komórkach ciała dyfunduje do krwi, a następnie dyfunduje z krwi do płuc i jest wydalany, gdy wydychamy. Jeden Gaz (tlen) jest wymieniany na inny (dwutlenek węgla). Ta wymiana gazów odbywa się zarówno w płucach (oddychanie zewnętrzne), jak i w komórkach (oddychanie wewnętrzne). Rys. 1 podsumowuje wymianę gazową u ludzi.,

doprowadzenie powietrza do płuc

nasz układ oddechowy składa się ze strefy przewodzenia i strefy oddechowej. Strefa przewodzenia doprowadza powietrze ze środowiska zewnętrznego do płuc poprzez szereg rurek, przez które powietrze przemieszcza się. Są to:

• jama nosowa;
• gardło (część gardła za jamą ustną i nosową),
• krtań (krtań),
• tchawica (tchawica);
• oskrzela i oskrzela.,

oprócz przewodzenia powietrza do płuc, rury te również:

• ogrzewają przychodzące powietrze;
• odfiltrowują z niego małe cząstki;
• zwilżają je, aby ułatwić wymianę gazową w płucach.

jama nosowa ma dużą liczbę drobnych naczyń włosowatych, które przynoszą ciepłą krew do zimnego nosa. Ciepło z krwi dyfunduje do zimnego powietrza wchodzącego do nosa i ogrzewa go.,

wyściółka gardła i krtani (które tworzą górne drogi oddechowe) i wyściółka tchawicy (dolnych dróg oddechowych) mają małe komórki z małą ilością włosów lub rzęsek. Włosy te zatrzymują małe cząsteczki unoszące się w powietrzu, takie jak kurz, i zapobiegają ich przedostawaniu się do płuc.

błona śluzowa jamy nosowej, górnych dróg oddechowych i dolnych dróg oddechowych zawiera komórki śluzowe wydzielające śluz. Śluz nawilża powietrze, gdy wchodzi, dzięki czemu jest bardziej odpowiedni dla środowiska wewnętrznego organizmu., Zatrzymuje również cząstki, które rzęski następnie zamiatają w górę i od płuc, więc są połykane do żołądka w celu trawienia, zamiast być uwięzione w płucach. Ten mechanizm przemieszczania uwięzionych cząstek w ten sposób znany jest jako ruchomy ruch śluzowy.

płuca są trochę jak balony: nie nadmuchują się same, ale robią to tylko wtedy, gdy wdmuchuje się do nich powietrze. Możemy dmuchać w płuca i nadmuchiwać je-co jest jedną z dwóch technik resuscytacji krążeniowo-oddechowej – ale to nie zdarza się w normalnym codziennym życiu zdrowych ludzi., Sami musimy wdychać i wydychać powietrze. Jak to zrobimy?

kontrolowanie objętości powietrza w płucach

mamy dwa płuca (prawe i lewe) zawarte w jamie klatki piersiowej (klatce piersiowej). Otaczające płuca są żebra, które nie tylko chronią je przed uszkodzeniem, ale również służą jako kotwice dla mięśni międzyżebrowych. Pod płucami znajduje się bardzo duży mięsień w kształcie kopuły, przepona. Wszystkie te mięśnie są przyłączone do płuc przez błony ciemieniowe i trzewne (zwane również opłucną ciemieniową i trzewną).,

błona ciemieniowa jest przymocowana do mięśni, a błona trzewna do płuc. Płyn między tymi dwoma membranami, płyn opłucnowy, przykleja je razem, tak jak szyby sklejają się razem, gdy są mokre.

ponieważ błona trzewna obejmuje i jest częścią płuc i jest zablokowana przez płyn opłucnowy do błony ciemieniowej, gdy poruszają się mięśnie klatki piersiowej, płuca poruszają się wraz z nimi., Jeśli powietrze dostaje się między błony, stają się niestabilne i chociaż mięśnie mogą się kurczyć i rozluźnić, nie są już przymocowane do płuc – w rezultacie płuco zapada się. Ten nieprawidłowy zbiór powietrza w przestrzeni opłucnej nazywa odma opłucnowa. Jeśli płyn opłucnowy zostaje zainfekowany, osoba rozwija zapalenie opłucnej.

gdy mięśnie międzyżebrowe kurczą się, poruszają się w górę i z dala od jamy klatki piersiowej. Kiedy membrana kurczy się, przesuwa się w dół w kierunku brzucha., Ten ruch mięśni powoduje, że płuca rozszerzają się i wypełniają powietrzem, jak mieszek (inhalacja). Odwrotnie, gdy mięśnie rozluźniają się, jama piersiowa zmniejsza się, zmniejsza się objętość płuc ,a powietrze jest wydalane(wydech).

ciśnienie wyrównawcze

gdy mięśnie klatki piersiowej kurczą się, objętość płuc rozszerza się, więc nagle ciśnienie w nich jest mniejsze. Powietrze już w płucach ma więcej miejsca, więc nie popycha o ściany płuc z takim samym ciśnieniem. Aby wyrównać ciśnienie, powietrze wpada do środka, aż ciśnienie będzie takie samo wewnątrz i na zewnątrz., I odwrotnie, gdy mięśnie rozluźniają się, objętość płuc maleje, powietrze w płucach ma mniej miejsca i jest teraz pod wysokim ciśnieniem, więc powietrze jest wydalane, aż ciśnienie zostanie wyrównane. W skrócie:

• gdy objętość (V) wzrasta, ciśnienie (P) maleje, co powoduje, że powietrze wpada do płuc – wdychamy;
• gdy V spada, P wzrasta, co powoduje, że powietrze jest wyciskane z płuc – wydychamy.

wymiana gazowa

zadaniem strefy przewodzenia jest doprowadzenie powietrza do płuc podczas ogrzewania, nawilżania i filtrowania go po drodze., Gdy powietrze znajdzie się w strefie oddechowej (złożonej z przewodów pęcherzykowych i pęcherzyków płucnych), może nastąpić zewnętrzna wymiana gazowa (ryc.

płuca zawierają cienkie warstwy komórek tworzących worki powietrzne zwane pęcherzykami płucnymi, z których każda jest otoczona przez naczynia włosowate krwi płucnej, które są połączone z tętnicami płucnymi wychodzącymi z serca. Pęcherzyki płucne są otwarte przez płynną wydzielinę (płucny środek powierzchniowo czynny), więc nie sklejają się razem, gdy powietrze jest wydalane z płuc., Wcześniaki nie mają wystarczającej ilości płucnego środka powierzchniowo czynnego, więc potrzebują trochę rozpylane do płuc.

podczas inhalacji każda pęcherzyka płucnego otrzymuje powietrze zawierające różne gazy: azot (prawie 80%), tlen (prawie 20%) i inne gazy, w tym 0,04% dwutlenku węgla., Zewnętrzna wymiana gazowa odbywa się wtedy, stosując zasadę dyfuzji:

• tlen dyfunduje z pęcherzyków płucnych do naczyń włosowatych płucnych, ponieważ występuje wysokie stężenie tlenu w płucach i niskie stężenie we krwi;
• dwutlenek węgla dyfunduje z naczyń włosowatych płucnych do pęcherzyków płucnych, ponieważ występuje wysokie stężenie dwutlenku węgla we krwi i niskie stężenie w płucach;
• azot dyfunduje w obie strony.,

innymi słowy: wdychamy, wysokie stężenie tlenu, które następnie dyfunduje z płuc do krwi, podczas gdy wysokie stężenie dwutlenku węgla dyfunduje z krwi do płuc, i wydychamy. Raz we krwi Tlen wiąże się z hemoglobiną w krwinkach czerwonych, pobiera przez żyłę płucną do serca, pompuje do układowego układu naczyniowego, a na koniec pobiera do wszystkich komórek ciała.

kontrolowanie oddychania

głównym sygnałem, że nie oddychamy, jest nie tyle brak tlenu, co akumulacja dwutlenku węgla., Kiedy nasze mięśnie wykonują czynności, tlen jest zużywany, a dwutlenek węgla – produkt odpadowy-gromadzi się w komórkach. Zwiększona aktywność mięśni oznacza zwiększone zużycie tlenu, zwiększoną produkcję glukozotwórczego ATP, a tym samym zwiększony poziom dwutlenku węgla.

dwutlenek węgla dyfunduje z komórek do krwi. Odtleniona krew jest przenoszona przez żyły w kierunku serca. Wchodzi do prawej strony serca i jest pompowana do układu płucnego. Dwutlenek węgla dyfunduje do płuc i jest wydalany podczas wydechu.,

podczas gdy odtleniona krew przemieszcza się w żyłach, detektory w mózgu i naczyniach krwionośnych (chemoreceptory) mierzą pH krwi. chemoreceptory obwodowe-choć wrażliwe na zmiany poziomu dwutlenku węgla i pH, a także poziomu tlenu-głównie monitorują tlen. Centralne chemoreceptory, znajdujące się w mózgu, stanowią centra kontrolne do oddychania, ponieważ są szczególnie wrażliwe na zmiany pH we krwi., Gdy poziom dwutlenku węgla wzrasta, pH krwi spada; jest to odbierane przez centralne chemoreceptory i, poprzez mechanizmy sprzężenia zwrotnego, sygnały są wysyłane w celu zmiany oddychania.

zmieniamy oddychanie

zmieniamy oddychanie, aby pasowało do naszej aktywności. Kiedy poruszamy mięśnie szkieletowe, zużywamy energię i dlatego potrzebujemy więcej cukru i tlenu. Mięśnie mają dobry ukrwienie, przynosząc tlen i glukozę i odbierając dwutlenek węgla., Gdy mięśnie poruszają się bardziej – na przykład, jeśli przechodzimy od chodzenia do biegania – serce pompuje szybciej (zwiększona częstość akcji serca), aby zwiększyć ukrwienie, a my oddychamy szybciej (zwiększona częstość oddechów), aby uzyskać więcej tlenu do krwi.

szybkość oddychania może być zwiększona lub zmniejszona, aby dostosować się do potrzebnej ilości tlenu. Aby zwiększyć szybkość oddychania, efektory w płucach są wyzwalane do szybszej wentylacji (wdychanie i wydech), dzięki czemu dwutlenek węgla jest usuwany, a tlen dostarczany szybciej., Jednocześnie mózg wysyła wiadomości do serca, aby szybciej bić, szybciej pompując natlenioną krew do komórek. Głębokość oddychania może być również zmieniona tak, że większa lub mniejsza objętość powietrza jest pobierana do płuc.

częstość oddechów jest jednym z objawów życiowych układu oddechowego (Pole 1). Aby zdiagnozować wszelkie problemy z oddychaniem, te oznaki życiowe muszą być mierzone w spoczynku iw pracy (Cedar, 2017). Częstość oddechów jest trudna do zmierzenia, ponieważ kiedy pacjenci są poinformowani, że zostanie zmierzona, zwykle zaczynają oddychać wolniej lub szybciej niż normalnie., Może to być korzystne dla pielęgniarek, aby powiedzieć pacjentom, że mają zamiar zmierzyć ich temperaturę, a następnie zmierzyć ich częstość oddechów w tym samym czasie.

dokładny pomiar szybkości oddychania i głębokości w spoczynku daje kluczowy pomiar czynności płuc i przepływu tlenu., Zmiany w szybkości oddychania i głębokości w spoczynku nie tylko mówią nam o zmianach fizycznych w ciele, ale także o zmianach psychicznych i emocjonalnych, ponieważ nasz stan umysłu i nasze uczucia mają wpływ na nasze oddychanie.

a lifetime of breathing

nasze oddechowe oznaki życiowe zmieniają się nie tylko w ciągu jednego dnia, w zależności od naszej aktywności, ale także w ciągu naszego życia.

przed urodzeniem zarodek, a następnie płód pobierają tlen z krwi matki przez łożysko., Zachodzą zmiany stężenia hemoglobiny, które umożliwiają zarodkowi / płodowi pobranie tlenu z krwi w mniejszym stężeniu niż w powietrzu po urodzeniu. Natychmiast po urodzeniu noworodek musi przełączyć się z pobierania tlenu z krwi na pompowanie płuc i wprowadzanie do nich powietrza (Schroeder and Matsuda, 1958; Rhinesmith et al, 1957).

dzieci mają znacznie szybsze tętno i częstość oddechów niż dorośli: biorą około 40 oddechów na minutę, ponieważ mają mniejsze płuca (Royal College of Nursing, 2017)., Częstość akcji serca i oddechu spowolnić z wiekiem, częściowo dlatego, że płuca stają się mniej zdolne do rozszerzenia i kurczenia. Coraz mniej elastyczne z wiekiem, wszystkie nasze mięśnie – nie tylko mięśni szkieletowych, ale także mięśni gładkich i mięśnia sercowego-zmniejsza szybkość, z jaką rozszerzają się i kurczą (Sharma and Goodwin, 2006).

Kiedy umieramy, jednym z oznak śmierci jest zaprzestanie oddychania. Tlen przestaje dyfundować do krwi, a gdy ATP jest zużywany i nie jesteśmy w stanie zsyntetyzować więcej, stajemy się sinicowy. Kończy nam się energia i wszystkie procesy organizmu ustają., W mózgu różnica potencjałów (mierzona w woltach) staje się taka sama wewnątrz i na zewnątrz neuronów, a aktywność elektryczna zatrzymuje się. Mózg zaprzestaje wszelkiej aktywności, w tym mimowolnej aktywności, która jest potrzebna do podtrzymania życia.

Warunki oddechowe

pracownicy służby zdrowia mogą napotkać pacjentów z problemami z oddychaniem w każdym otoczeniu.,ons to:

• astma – często spowodowana przez niektóre substancje chemiczne lub zanieczyszczenia, astma dotyka oskrzeli, które stają się przewlekle stan zapalny i nadwrażliwość;
• przewlekłe obturacyjne zaburzenia płuc – często spowodowane paleniem lub zanieczyszczeniem;
• zapalenie płuc – zwykle spowodowane przez infekcję bakteryjną, zapalenie płuc to obrzęk tkanek w jednym lub obu płucach;
• nowotwory płuc – przeważającą tkanką w płucach jest tkanka nabłonkowa, więc nowotwory płuc to głównie raki (raki płaskonabłonkowe, gruczolakoraki, raki drobnokomórkowe), które są nowotworami tkanki nabłonkowej.,

choroby płuc mogą pojawić się w każdym wieku, ale podatność wzrasta z wiekiem, ponieważ w miarę starzenia się:

• zmniejsza się elastyczność naszych płuc;
• zmniejsza się nasza pojemność życiowa;
• zmniejsza się poziom tlenu we krwi;
• zmniejsza się stymulujące działanie dwutlenku węgla;
• istnieje zwiększone ryzyko infekcji dróg oddechowych.

w nagłych wypadkach oddechowych

pacjenci, którzy szybko się pogarszają lub są krytycznie chorzy, muszą zostać natychmiast poddani ocenie, a interwencje pielęgniarskie mogą przejść długą drogę, aby zapewnić powrót do zdrowia (Fournier, 2014)., W ostrej sytuacji jedną z pierwszych interwencji jest zapewnienie, że drogi oddechowe (górne drogi oddechowe) są czyste, dzięki czemu powietrze może być wciągane do płuc. Jest to pierwszy krok listy kontrolnej ABCDE. ABCDE oznacza:

• drogi oddechowe;
• oddychanie;
• krążenie;
• niepełnosprawność;
• ekspozycja.

podejście ABCDE jest opisane bardziej szczegółowo tutaj.

niezdolność do normalnego oddychania jest niezwykle przygnębiająca i im bardziej przygnębiona staje się osoba, tym bardziej prawdopodobne jest, że jej oddychanie będzie zagrożone., Jeśli jedno z naszych płuc zapadnie się, poradzimy sobie bez niego, ale potrzebujemy przynajmniej jednego funkcjonującego płuca. Mamy około 90 sekund wartości ATP przechowywane w naszym organizmie, które stale używać, więc musimy być w stanie uzyskać tlen.

solidne zrozumienie istotnych objawów oddechowych, a także wzorców oddychania człowieka (Ramka 2) jest kluczem. Uzbrojone w taką wiedzę pielęgniarki mogą szybko reagować na ostre zmiany, potencjalnie ratując życie i przywracając zdrowie (Fletcher, 2007).