Kyslíková odysea (1)

Alveoli in lungs. tiny air spaces in the lungs through which exchanges oxygen and carbon dioxide. 3d illustration

Tento článek vás zavede na cestu molekuly kyslíku, která je jakousi malou hrdinkou v našem těle. Začne svou cestu v plicním sklípku, v němž se probouzí a připravuje se na svou klíčovou úlohu –⁠ udržování života. Příběh molekuly kyslíku nám ukáže, jak tato drobná částice putuje z našich plic až do tkání, kde zajišťuje buňkám kyslík, jenž je klíčový pro jejich správnou činnost.

Na této cestě budou výzvy, které je třeba překonat, a my se spolu s molekulou kyslíku ponoříme do tohoto dobrodružství. Zjistíme, jak se molekula kyslíku spojuje s hemoglobinem, jak reaguje na změny v těle během sportu a jak je její role klíčová pro náš život. Příběh molekuly kyslíku je příběhem, který nám přiblíží komplexní proces, v rámci kterého naše tělo zajišťuje převoz kyslíku a udržuje nás naživu.

Kapitola 1: Probuzení molekuly kyslíku v plicním sklípku

Začátek našeho příběhu se odehrává v plicním sklípku (alveolus), malém váčku, který sehrává úlohu vstupní brány pro naši hrdinku – molekulu kyslíku.

Ta si je vědoma svého úkolu – dodat kyslík do tkání našeho těla, aby naše buňky mohly dýchat a provádět svou práci. V tomto okamžiku se objevuje i další prvek, který sehrává důležitou úlohu na naší cestě, a to potrava. Naše tělo potřebuje energii k tomu, aby mohlo fungovat, a ta pochází z potravy, kterou jíme. Molekula kyslíku ví, že její úkol je nezbytný pro to, aby byla energie z potravy využita.

Naše tělo tráví potravu, získává z ní živiny a energii, kterou potřebuje. A právě tato energie bude pohánět molekulu kyslíku na její cestě. Je to tak, jako by se molekula kyslíku stala součástí většího týmu, který pracuje na udržení našeho těla v chodu. Bez kyslíku by žádná z těchto živin nemohla být správně využita.

Mechanika Dýchání

Nádech

Výdech

Jeden z typů transportu, který naše hrdinka využije, je spojený se samotným procesem dýchání, jenž zapojuje respirační svaly pracující v harmonii.

Když se rozhodneme dýchat, naše dýchací svaly, jako je bránice a podpůrné mezižeberní svaly, začnou kontrakcí zvětšovat objem hrudníku. To vytváří podtlak uvnitř plic, což je zásadním úkonem tohoto procesu.

Vzduch se pohybuje z oblastí s vyšším tlakem do oblastí s nižším tlakem, a tak když vytvoříme podtlak uvnitř hrudníku, vzduch „následuje“ a vstupuje do našich plic. Když se naše svaly uvolní, hrudník se stlačí a my vydechujeme, což vypudí ven oxid uhličitý, tedy vedlejší produkt našeho metabolismu. Venku je obvykle vyšší atmosférický tlak než uvnitř našich plic. Normální atmosférický tlak na úrovni mořské hladiny je přibližně 101,3 kilopascalů (kPa). V plicích je tlak nižší, a to přibližně 100 kPa během vdechu.

 

 

Mrtvý Prostor

Ne všechny kamarádky naší hlavní aktérky (kyslíku) dorazí do cíle. Musíme si uvědomit, že při vdechování ne všechno, co nadechneme, skončí v plicních sklípcích, které jsou centrem našeho dýchacího procesu. Asi 150 ml vzduchu zůstává v tzv. „mrtvém prostoru“. Jedná se o část dýchacího traktu, v němž nedochází k výměně plynu, a proto se vdechnutý vzduch neúčastní výměny kyslíku a oxidu uhličitého (nosní dutina, hltan, průdušnice, průdušky, bronchioly).

Pokud tedy chceme pomoci naší hrdince a zvýšit pravděpodobnost, že se dostane k cíli, tak platí, že méně je více. Znalost tohoto faktu nám může pomoci optimalizovat využití kyslíku během odpočinku nebo cvičení. Představte si následující příklad, kde objem vzduchu, který proudí nosem, je vždy konstantních 6 litrů.

Příklad:

RF * TV = MV
Počet dechů za minutu (RF) X objem vzduchu, který vdechneme na jeden nádech (TV) = objem vzduchu během jedné minuty (MV)

12 dechů za minutu při objemu vzduchu 500 ml

6 dechů za minutu při objemu vzduchu 1000 ml

Nos: 12 x 500 = 6 litrů
Plícní sklípky: 12 X (500 – 150) = 4,1 litru

Nos: 6 x 1000 = 6 litrů
Plícní sklípky: 6 X (1000 – 150) = 5,1 litru

Tady je velmi dobře vidět, jak změna respirační frekvence a objemu vzduchu může ovlivnit množství kyslíku, které dosáhnou plicních sklípků. Nižší respirační frekvence a vyšší objem vzduchu přinášejí více kyslíku do plicních sklípků, což může být výhodné pro zvýšení efektivity dýchání a příjem kyslíku do těla.

 

Dýchání ústy a nosem aneb vývoj obličejové kostí u dětí

Dýchaní ústy

Dýchaní nosem

Když nadechneme vzduch ústy, děláme to obvykle při fyzické námaze nebo za předpokladu, že potřebujeme rychle získat velké množství vzduchu. Naopak dýchání nosem je pomalejší a jemnější. Nos má v sobě úžasné filtry, které čistí vzduch od prachu, mikrobů a různých částic, takže vzduch, který vstupuje do našich plic, je čistý a připravený na výměnu plynu. Nosní cesty tak mohou být přirovnány k bráně, která kontroluje a upravuje kvalitu vzduchu, než vstoupí do našich plic.

Věk 10

Věk 17

Věk 17

Dýchání je významným procesem, který ovlivňuje nejen přívod kyslíku do našeho těla, ale také náš fyzický vývoj. Například pokud děti začnou dýchat ústy místo nosem, může to mít vliv na vývoj obličejových kostí. Dýchání ústy může způsobit postupné předsunutí hlavy dopředu, což může vést k nežádoucím změnám ve tváři. Dále může vést k zúžení dýchacích cest, což může způsobit různé komplikace – včetně potíží s dýcháním a spánkem.

Screenshot 2023-09-17 at 17.14.57

Dýchání ústy je jedním z nejběžnějších škodlivých zvyků u dětí. Často je způsobeno blokací horních cest dýchacích, což má za následek to, že vzduch vstupuje zcela nebo částečně ústní dutinou. Chronické dýchání ústy může mít za následek abnormální vývoj zubů a čelistí. Je proto důležité věnovat pozornost správnému dýchání u dětí a případně konzultovat s lékařem či specialistou, pokud se vyskytují problémy s dýcháním.

Parciální tlak kyslíku (PO2)

Alveolus. gas exchange. Pulmonary alveolus. alveoli and capillaries in the lungs.

Součástí tohoto procesu je i koncept parciálního tlaku kyslíku (PO2). PO2 je tlak, který kyslík vytváří v plicních sklípcích během inhalace.

Tento parciální tlak kyslíku je důležitý, protože ovlivňuje difuzi kyslíku z plicních sklípků do krve. Když je PO2 v plicních alveolách vyšší než v krvi, kyslík přirozeně difunduje do krve a váže se na hemoglobin v červených krvinkách (ale o tom později).

Tímto způsobem PO2 umožňuje efektivní výměnu plynu v plicích, což je základním prvkem procesu, kterým kyslík putuje z plic do krve a následně do našich tkání, kde nám poskytuje energii pro život.

Molekula kyslíku je nyní na správném místě, ale její příběh teprve začíná. Musí nyní opustit plicní sklípky a vydat se na cestu do srdce, aby se mohla dostat tam, kde ji naše tělo potřebuje nejvíce.

 

Referenční zdroje:

  1. Ivanov, (2001), Current views on oxygen transport from blood to tissues
  2. Pretini,  Koenen , Kaestner,  Fens ,  Schiffelers , Bartels ,  Wijk, (2019),Red Blood Cells: Chasing Interactions
  3. Heffner, (2017) The story of oxygen
  4. Lin, Zhao,Qin, Hua,He , (2022), The impact of mouth breathing on dentofacial development: A concise review
  5. Oxygen Advantage

Share:

Facebook
Twitter
Pinterest
LinkedIn

Další příspěvky