Varje andetag du tar: andningsprocessen förklaras

introduktion

den första frågan som ställs i en nödsituation är: ”är personen andas?”. Det är också ofta den första frågan om nyfödda och den sista frågade om de döende., Varför andas så viktigt? Vad är det i andan som vi behöver så mycket? Vad händer när vi slutar andas? Dessa kan tyckas uppenbara frågor, men andningsmekanismerna är ofta dåligt förstådda, och deras betydelse i hälsobedömningar och diagnostik missade ofta. Denna artikel beskriver anatomi och fysiologi andning.,

samarbeta med gröna växter

vi behöver energi för att bränna alla aktiviteter i våra kroppar, som att få muskler och upprätthålla en vilopotential i våra neuroner, och vi måste arbeta för att få den energi vi använder.

gröna växter tar sin energi direkt från solljus och omvandlar den till kolhydrater (sockerarter). Vi kan inte göra det, men vi kan använda den energi som lagras i kolhydrater för att bränna alla andra reaktioner i våra kroppar. För att göra detta måste vi kombinera socker med syre., Vi måste därför ackumulera både socker och syre, vilket kräver att vi arbetar. Faktum är att vi spenderar mycket av vår energi på att få det socker och syre vi behöver för att producera energi.

Vi källa kolhydrater från gröna växter eller djur som har ätit gröna växter, och vi källa syre från luften. Gröna växter släpper ut syre som en avfallsprodukt av fotosyntes; vi använder det syret för att bränna våra metaboliska reaktioner och släppa ut koldioxid som avfallsprodukt. Växter använder vår avfallsprodukt som kolkälla för kolhydrater.,

bryta kemiska bindningar

för att erhålla energi måste vi frigöra den energi som finns i kemiska bindningar av molekyler såsom sockerarter. De livsmedel vi äter (som kolhydrater och proteiner) smälts i vårt mag-tarmkanalen i molekyler (som sockerarter och aminosyror) som är tillräckligt små för att passera in i blodet. Blodet transporterar sockerarterna till cellerna, där mitokondrierna bryter upp sina kemiska bindningar för att frigöra den energi de innehåller. Celler behöver syre för att kunna utföra den processen. Eftersom varje cell i vår kropp behöver energi, behöver var och en av dem syre.,

den energi som frigörs lagras i en kemisk förening som kallas adenosintrifosfat (ATP), som innehåller tre fosfatgrupper. När vi behöver energi för att utföra en aktivitet bryts ATP ner i adenosindifosfat (ADP), innehållande endast två fosfatgrupper. Att bryta den kemiska bindningen mellan den tredje fosfatgruppen och ATP frigör en hög mängd energi.

Intern och extern andning

våra lungor levererar syre från ytterluften till cellerna via blodet och hjärt-kärlsystemet för att vi ska kunna få energi., När vi andas in kommer syre in i lungorna och diffunderar in i blodet. Det tas till hjärtat och pumpas in i cellerna. Samtidigt diffunderar koldioxidavfallet från nedbrytningen av sockerarter i kroppens celler i blodet och diffunderar sedan från blodet till lungorna och utvisas när vi andas ut. En gas (syre) byts ut mot en annan (koldioxid). Denna gasutbyte sker både i lungorna (yttre andning) och i cellerna (inre andning). Fig 1 sammanfattar gasutbyte hos människor.,

att föra in luft i lungorna

vårt andningsorgan består av en ledningszon och en andningszon. Ledningszonen ger luft från den yttre miljön till lungorna via en serie rör genom vilka luften färdas. Dessa är:

• näshålan;
• svalg (en del av halsen bakom munnen och näshålan),
• struphuvud (röstlåda),
• luftstrupe (luftrör);
• bronkier och bronkioler.,

bortsett från att leda luft till lungorna, dessa rör också:

• värm inkommande luft;
• filtrera bort små partiklar från det;
• fukta det för att underlätta gasutbytet i lungorna.

näshålan har ett stort antal små kapillärer som ger varmt blod till den kalla näsan. Värmen från blodet diffunderar in i den kalla luften som kommer in i näsan och värmer den.,

slemhinnan i svalget och struphuvudet (som bildar de övre luftvägarna) och slemhinnan i luftstrupen (nedre luftvägarna) har små celler med små hår eller cilier. Dessa hår fälla små luftburna partiklar, såsom damm, och hindra dem från att nå lungorna.

slemhinnan i näshålan, övre luftvägarna och nedre luftvägarna innehåller bägarceller som utsöndrar slem. Slemmen fuktar luften när den kommer in, vilket gör den mer lämplig för kroppens inre miljö., Det fångar också partiklar, som cilia sedan sopa uppåt och bort från lungorna så att de sväljs i magen för matsmältning, snarare än att fastna i lungorna. Denna mekanism för att flytta fångade partiklar på detta sätt är känd som mukociliär rulltrappa.

lungorna är lite som ballonger: de blåser inte upp sig själva, men gör det bara om luft blåses in i dem. Vi kan blåsa in i lungorna och blåsa upp dem – vilket är en av de två tekniker som används för hjärt – lungräddning-men det händer inte i det normala dagliga livet för friska människor., Vi måste andas in och andas ut luft av oss själva. Hur gör vi det?

kontrollera volymen av luft i lungorna

Vi har två lungor (höger och vänster) som finns i brösthålan (bröstet). Omgivande lungorna är revben, som inte bara skyddar dem mot skador utan också fungerar som ankare för de interkostala musklerna. Under lungorna är en mycket stor kupolformad muskel, membranet. Alla dessa muskler är fästa vid lungorna av parietala och viscerala membran (även kallade parietala och viscerala pleura).,

parietalmembranet är fäst vid musklerna och det viscerala membranet är fäst vid lungorna. Vätskan mellan dessa två membran, pleuralvätska, sticker dem ihop precis som glasrutor fastnar ihop när de är våta.

som det viscerala membranet täcker, och är en del av, lungorna och fastnar av pleural vätska till parietalmembranet, när musklerna i bröstkorgen rör sig, rör lungorna med dem., Om luften kommer mellan membranen blir de lossna och även om musklerna fortfarande kan komma i kontakt och slappna av, är de inte längre knutna till lungan – som ett resultat kollapsar lungan. Denna onormala samling av luft i pleuralrummet kallas en pneumothorax. Om pleuralvätskans vätska blir infekterad utvecklar personen pleurisy.

när de interkostala musklerna kontraherar, flyttar de upp och bort från brösthålan. När membranet kontraheras rör det sig ner mot buken., Denna rörelse av musklerna gör att lungorna expanderar och fyller med luft, som en bälg (inandning). Omvänt, när musklerna slappnar av, blir brösthålan mindre, lungvolymen minskar och luften utvisas (utandning).

Utjämningstryck

När bröstmusklerna kontrakt, volymen av lungorna expanderar så det finns plötsligt mindre tryck inuti dem. Luften redan i lungorna har mer utrymme, så det trycker inte mot lungväggarna med samma tryck. För att utjämna trycket rusar luften in tills trycket är detsamma inom och utanför., Omvänt, när musklerna slappnar av, volymen av lungorna minskar, luften i lungorna har mindre utrymme och är nu vid högt tryck, så luften utvisas tills trycket utjämnas. Kort sagt:

• när volymen (V) ökar minskar trycket (P), vilket resulterar i att luften rusar in i lungorna – vi andas in;
• när V minskar ökar P, vilket resulterar i att luften pressas ut ur lungorna – vi andas ut.

gasutbyte

arbetet med ledningszonen är att få luft i lungorna medan du värmer, fuktar och filtrerar den på vägen., När luften är i andningszonen (sammansatt av alveolära kanaler och alveoler) kan extern gasutbyte ske (Fig 2).

lungorna innehåller tunna lager av celler som bildar luftsäckar som kallas alveoler, som var och en är omgiven av pulmonella blodkapillärer som är kopplade till lungartärerna som kommer ut ur hjärtat. Alveolerna hålls öppna av flytande sekret (pulmonellt ytaktivt medel) så att de inte klibbar ihop när luft utvisas från lungorna., Prematura barn har inte tillräckligt med pulmonellt ytaktivt medel, så de behöver lite sprutas in i lungorna.

vid inandning tar varje alveol luft som innehåller olika gaser: kväve (nästan 80%), syre (nästan 20%) och andra gaser inklusive 0,04% koldioxid., Extern gasutbyte sker sedan med hjälp av diffusionsprincipen:

• syre diffunderar från alveolerna till lungkapillärerna eftersom det finns en hög koncentration av syre i lungorna och en låg koncentration i blodet;
• koldioxid diffunderar från lungkapillärerna till alveolerna eftersom det finns en hög koncentration av koldioxid i blodet och en låg koncentration i lungorna;
• kväve diffunderar båda sätten.,

med andra ord: vi andas in, höga koncentrationer av syre som sedan diffunderar från lungorna till blodet, medan höga koncentrationer av koldioxid diffunderar från blodet till lungorna och vi andas ut. En gång i blodet är syret bundet till hemoglobin i röda blodkroppar, som tas genom lungvenen till hjärtat, pumpas in i det systemiska kärlsystemet och slutligen tas till alla celler i kroppen.

kontrollera andningen

den viktigaste köen att vi inte andas är inte så mycket bristen på syre som ackumulering av koldioxid., När våra muskler utför aktiviteter används syre upp och koldioxid – avfallsprodukten – ackumuleras i cellerna. Ökad muskelaktivitet innebär ökad användning av syre, ökad produktion av glukosbildande ATP och därmed ökade nivåer av koldioxid.

koldioxid diffunderar från cellerna till blodet. Deoxygenerat blod bärs av venerna mot hjärtat. Det går in i hjärtans högra sida och pumpas in i lungsystemet. Koldioxid diffunderar in i lungorna och utvisas när vi andas ut.,

medan det deoxygenerade blodet färdas i venerna mäter detektorerna i hjärnan och blodkärlen (kemoreceptorer) blodets pH. de perifera kemoreceptorerna – även om de är känsliga för förändringar i koldioxidnivåer och pH, liksom syrenivåer – övervakar huvudsakligen syre. De centrala kemoreceptorerna, som ligger i hjärnan, utgör kontrollcentrumen för andning, eftersom de är särskilt känsliga för pH-förändringar i blodet., När koldioxidnivåerna stiger, faller blod pH; detta plockas upp av de centrala kemoreceptorerna och genom återkopplingsmekanismer skickas signaler för att förändra andningen.

ändra andning

vi ändrar vår andning för att matcha vår aktivitet. När vi flyttar skelettmuskler använder vi energi och behöver därför mer socker och syre. Musklerna har en bra blodtillförsel, vilket ger syre och glukos och tar bort koldioxid., När musklerna rör sig mer – till exempel om vi går från att gå till att springa – pumpar hjärtat snabbare (ökad hjärtfrekvens) för att öka blodtillförseln och vi andas snabbare (ökad andningsfrekvens) för att få mer syre i blodet.

andningsfrekvensen kan ökas eller minskas för att passa den mängd syre som behövs. För att öka andningsfrekvensen utlöses effektorer i lungorna för att ventilera (andas in och andas ut) snabbare, så koldioxid avlägsnas och syre tas in snabbare., Samtidigt skickar hjärnan meddelanden till hjärtat för att slå snabbare och pumpa syresatt blod till cellerna snabbare. Andningsdjupet kan också ändras så att en större eller mindre volym luft tas in i lungorna.

andningsfrekvens är ett av de respiratoriska vitala tecknen (ruta 1). För att diagnostisera eventuella andningsproblem måste dessa vitala tecken mätas i vila och på jobbet (cederträ, 2017). Andningsfrekvensen är svår att mäta, för när patienter får veta att det kommer att mätas börjar de vanligtvis andas långsammare eller snabbare än normalt., Det kan vara fördelaktigt för sjuksköterskor att berätta för patienter att de kommer att mäta sin temperatur och sedan mäta deras andningsfrekvens samtidigt.

exakt mätning av andningsfrekvens och djup i vila ger ett viktigt mått på lungfunktion och syreflöde., Förändringar i andningsfrekvens och djup i vila berättar inte bara om fysiska förändringar i kroppen utan också om mentala och känslomässiga förändringar, eftersom vår sinnesstämning och våra känslor påverkar vår andning.

en livstid av andning

våra respiratoriska vitala tecken förändras inte bara under loppet av en dag enligt vår verksamhet, men också under vår livstid.

före födseln drar embryot och sedan fostret syre från moderns blod genom placentan., Hemoglobinförändringar äger rum så att embryot/fostret kan ta syre från blodet vid lägre koncentration än det kommer att finna i luften efter födseln. Omedelbart efter födseln måste den nyfödda byta från att dra syre från blodet för att blåsa upp sina lungor och ta luft in i dem (Schroeder och Matsuda, 1958; Rhinesmith et al, 1957).

barn har en mycket snabbare hjärtfrekvens och andningsfrekvens än vuxna: de tar cirka 40 andetag per minut eftersom de har mindre lungor (Royal College of Nursing, 2017)., Hjärtfrekvens och andningsfrekvens saktar ner med stigande ålder, delvis för att lungorna blir mindre i stånd att expandera och kontrahera. Att bli mindre elastisk med åldern, alla våra muskler – inte bara skelettmuskulaturen utan även glatta muskulaturen och hjärtmuskeln – minskar den hastighet med vilken de expanderar och kontrakt (Sharma och Goodwin, 2006).

När vi dör är ett av tecknen på döden att andningen upphör. Syre slutar sprida sig i blodet och eftersom ATP är förbrukat och vi inte kan syntetisera mer blir vi cyanotiska. Vi får slut på energi och alla kroppens processer upphör., I hjärnan blir den potentiella skillnaden (mätt i volt) densamma inom och utanför neuronerna, och den elektriska aktiviteten stannar. Hjärnan upphör all aktivitet, inklusive den ofrivilliga aktiviteten som behövs för att upprätthålla livet.

andningsförhållanden

hälso-och sjukvårdspersonal kommer sannolikt att stöta på patienter med andningsproblem i alla miljöer.,ons är:

• astma – ofta orsakad av vissa kemikalier eller föroreningar, astma påverkar bronkiolerna, som blir kroniskt inflammerade och överkänsliga;
• kronisk obstruktiv lungsjukdom – ofta orsakad av rökning eller förorening;
• lunginflammation – vanligtvis orsakad av bakteriell infektion, lunginflammation är svullnad av vävnader i en eller båda lungorna;
• lungcancer – den övervägande vävnaden i lungorna är epitelvävnad, så lungcancer är mestadels karcinom (plavocellkarcinom, adenokarcinom, småcellscancer), som är cancer i epitelvävnad.,

lungsjukdom kan förekomma i alla åldrar, men mottagligheten ökar med åldern eftersom, när vi åldras:

• våra lungers elasticitet minskar;
• vår vitala kapacitet minskar;
• våra blod-syrenivåer minskar;
• de stimulerande effekterna av koldioxidminskning;
• Det finns en ökad risk för luftvägsinfektion.

respiratoriska nödsituationer

patienter som snabbt försämras eller kritiskt sjuka måste bedömas omedelbart, och vårdinsatser kan gå långt för att säkerställa återhämtning (Fournier, 2014)., I en akut situation är en av de första interventionerna att säkerställa att luftvägarna (övre luftvägarna) är klara så att luft kan dras in i lungorna. Detta är det första steget i checklistan för ABCDE. ABCDE står för:

• luftväg;
• andning;
• cirkulation;
• funktionshinder;
• exponering.

ABCDE-metoden beskrivs mer detaljerat här.

en oförmåga att andas normalt är extremt störande och ju mer bekymrad en person blir, desto mer sannolikt är det att deras andning kommer att äventyras., Om en av våra lungor kollapsar, kan vi klara oss utan det, men vi behöver minst en fungerande lunga. Vi har cirka 90 sekunder värde av ATP lagras i våra kroppar, som vi ständigt använder, så vi måste kunna få syre.

en solid förståelse av vitala respiratoriska tecken, liksom mänskliga andningsmönster (Ruta 2) är nyckeln. Beväpnad med sådan know-ledge kan sjuksköterskor reagera snabbt på akuta förändringar, potentiellt rädda liv och återställa hälsan (Fletcher, 2007).