Mitä tapahtuu uloshengityksessä?

Mitä tapahtuu uloshengityksessä? Passiivinen mekanismi

Selkeä ymmärrys siitä, mitä tapahtuu uloshengityksessä, auttaa ihmisiä hahmottamaan oman kehonsa perustoimintoja ja ylläpitämään hyvää terveyttä jokapäiväisessä arjessa. Tämän elintärkeän biologisen toiminnon oikea tunnistaminen ehkäisee tehokkaasti vääriä käsityksiä ja tukee kokonaisvaltaista hyvinvointia kaikissa tilanteissa. Lue lisää tästä mielenkiintoisesta aiheesta ja opi ymmärtämään kehosi luonnollista toimintaa entistä paremmin.

Mitä tapahtuu uloshengityksessä - Lyhyt vastaus mekanismiin

Uloshengityksessä sisäänhengityslihakset rentoutuvat passiivisesti, minkä seurauksena rintakehä palautuu lepoasentoon ja pallea palautuu rintaonteloa vasten (2, 1.2.2). Tämä vähentää keuhkojen tilavuutta ja nostaa niiden sisäistä ilmanpainetta, jolloin ilma virtaa itsestään ulos keuhkoista. Uloshengitystä seuraa aina lyhyt, luonnollinen hengitystauko (2, 1.2.3).

Hengityksen mekaniikka voi kuitenkin liittyä moniin eri tekijöihin, eikä tilanne ole aina täysin samanlainen. Tavallisessa levossa ja kovassa fyysisessä rasituksessa kehon toiminta eroaa merkittävästi. Mutta mistä tässä kaikessa on pohjimmiltaan kyse? Yllättävää kyllä, suurin osa arkisesta hengittämisestämme ei vaadi lihaksilta lainkaan aktiivista työtä uloshengityksen aikana. Pureudutaan seuraavaksi tarkemmin siihen, miten uloshengitys tapahtuu rintakehän sisällä.

Passiivinen uloshengitys levossa - Lihasten rentoutuminen

Kun istut sohvalla tai luet kirjaa, kyseessä on passiivinen uloshengitys, joka on täysin automaattinen tapahtuma. Tämä tarkoittaa, että keho ei käytä energiaa ilman työntämiseen ulos, vaan prosessi perustuu kudosten luonnolliseen joustavuuteen eli elastisuuteen. Kun sisäänhengityksen aikana supistuneet lihakset hellittävät, rintakehä painuu kasaan omalla painollaan. Se on nerokas säästömekanismi.

Pallean liike uloshengityksessä on tässä keskeinen. Sisäänhengityksessä pallea - tuo rinta- ja vatsaontelon erottava suuri lihas - liikkuu alaspäin ja suoristuu. Uloshengityksessä tapahtuu päinvastoin: pallea rentoutuu ja nousee takaisin ylös kaarevaksi kuvuksi rintaonteloa vasten (2, 1.2.2). Samalla ulommat kylkivälilihakset rentoutuvat, jolloin kylkiluut ja rintalasta laskeutuvat alas. Tämä yhteisvaikutus pienentää rintaontelon tilavuutta välittömästi.

Muistan elävästi, kun opiskelin tätä anatomian kurssilla vuosia sitten. Luulin aluksi, että meidän täytyy aktiivisesti puristaa ilmaa ulos jokaisella hengityksellä. Kun tajusin rintakehän toimivan kuin kumilenkki, joka palautuu venytyksen jälkeen takaisin muotoonsa, koko mekaniikka loksahti kohdalleen. Rauhallisessa tilassa hengityselimistön toiminta uloshengitysprosessissa kuluttaa vain noin 1-2 % kehon kokonaishapenotosta. Se on äärimmäisen tehokasta.

Paine-erot ilmanvirran ohjaajana

Ilma liikkuu aina korkeamman paineen alueelta alemman paineen alueelle. Kun rintakehän ja keuhkojen tilavuus pienenee lihasten rentoutuessa, keuhkorakkuloiden sisäinen paine nousee hetkellisesti ulkoilman painetta suuremmaksi. Tämä pieni paine-ero pakottaa ilman virtaamaan ilmateitä pitkin ulos, kunnes keuhkojen ja ympäristön paine on jälleen tasan. Tämän tasapainon saavuttamisen jälkeen alkaa lyhyt hengitystauko ennen seuraavaa sisäänhengitystä (2, 1.2.3).

Aktiivinen uloshengitys rasituksessa - Lihakset töihin

Tilanne muuttuu täysin, kun lähdet juoksulenkille tai teet raskasta työtä, jolloin passiivinen rentoutuminen ei enää riitä tyhjentämään keuhkoja tarpeeksi nopeasti. Keho siirtyy käyttämään aktiivista uloshengitys mekanismia. Tässä vaiheessa hermosto rekrytoi avuksi erilliset uloshengityslihakset, jotta hiilidioksidi saadaan poistettua verenkierrosta mahdollisimman vauhdikkaasti.

Aktiivisessa uloshengityksessä tärkeimmässä roolissa ovat vatsalihakset sekä sisemmät kylkivälilihakset. Vatsalihasten supistuminen painaa vatsaontelon elimiä ylöspäin palleaa vasten, mikä pakottaa pallean nousemaan nopeammin ja korkeammalle rintaonteloon. Samalla sisemmät kylkivälilihakset vetävät kylkiluita voimakkaasti alaspäin ja sisäänpäin. Tämä mekanismi puristaa keuhkoja kasaan huomattavan voimakkaasti, mikä mahdollistaa nopeamman hengitystiheyden.

Noin kaksi kuukautta sitten kokeilin pitkästä aikaa HIIT-treeniä ilman kunnollista peruskuntoa. Jo kymmenen minuutin jälkeen vatsalihakseni tuntuivat kramppaavan ja rintakehääni pisti. Kyse ei ollut pelkästä väsymyksestä, vaan siitä, että kehoni joutui tekemään valtavasti mekaanista työtä pelkän ilman ulos puhaltamiseksi. Se oli tuskallinen muistutus siitä, miten suureen työhön aktiiviset hengityslihakset joutuvat kovassa vauhdissa.

Uloshengitysilman koostumus - Mitä puhallamme ulos?

Monet luulevat, että hengitämme sisään puhdasta happea ja ulos pelkkää hiilidioksidia, mutta todellisuudessa uloshengitysilman koostumus sisältää edelleen eniten typpeä. Keuhkot eivät ole täydellisen tehokkaat, joten suuri osa hapesta palautuu takaisin ilmakehään. Solujen aineenvaihdunta muuttaa vain pienen osan kaasujen suhteista.

Uloshengitysilma sisältää typpeä noin 78 %, mikä on täsmälleen sama määrä kuin sisäänhengityksessä, sillä typpi on keholle inertti kaasu eikä osallistu aineenvaihduntaan. Suurin muutos tapahtuu hapen ja hiilidioksidin kohdalla. Happipitoisuus laskee sisäänhengityksen noin 21 prosentista noin 16 prosenttiin uloshengityksessä. Vastaavasti hiilidioksidin määrä nousee ilmakehän olemattomasta 0,04 prosentista noin 4-5 prosenttiin uloshengitysilmassa. Lisäksi uloshengitysilma on aina lämmintä ja täysin kyllästettyä vesihöyryllä.

Passiivisen ja aktiivisen uloshengityksen erot

Passiivinen uloshengitys (Levossa)

1. Ei vaadi aktiivista lihassupistusta; sisäänhengityslihakset vain rentoutuvat
2. Nousee rauhallisesti ylöspäin takaisin luonnolliseen lepoasentoonsa
3. Perustuu keuhkokudoksen ja rintakehän elastiseen palautumiseen (recoil)
4. Erittäin minimaalinen; keho säästää energiaa muihin toimintoihin

Aktiivinen uloshengitys (Rasituksessa)

1. Vaatii voimakasta vatsalihasten ja sisempien kylkivälilihasten supistumista
2. Työnnetään vatsaontelon elinten toimesta voimakkaasti ylös rintaonteloon
3. Aktiivinen mekaaninen puristus, joka pienentää rintaonteloa nopeasti
4. Huomattava; lihastyö kuluttaa happea ja tuottaa lisää aineenvaihduntatuotteita

Mikon juoksutreeni: Oppitunti hengityksen säätelystä

Mikko, 34-vuotias toimistotyöläinen Helsingistä, aloitti valmistautumisen puolimaratonille mutta huomasi kärsivänsä jatkuvasta pistoksesta kyljessä heti ensimmäisten kilometrien aikana.

Hän yritti aluksi vetää keuhkot täyteen ja puhaltaa ilmaa ulos mahdollisimman nopeasti ja katkonaisesti. Tämä johti nopeaan pinnalliseen hengitykseen, ja Mikon vatsalihakset alkoivat krampata jo viidentoista minuutin juoksun jälkeen.

Mikko päätti kokeilla rytmitettyä hengitystä ja keskittyi pidentämään uloshengitysvaihetta tietoisesti kahden askeleen mittaiseksi. Hän antoi vatsan rentoutua uloshengityksen loppuvaiheessa sen sijaan, että olisi puristanut sitä jatkuvasti.

Kolmen viikon harjoittelun jälkeen Mikon hengitys tasaantui rasituksessa, kylkipistokset hävisivät kokonaan ja hän pystyi pidentämään lenkkejään ilman rintakehän alueen tuskallista väsymistä.