Proč dýcháme

Dýchání si většinou ani neuvědomujeme. Dýchací svaly nám automaticky pracují, aby přijaly vzduch nový a odebraly vzduch starý. Vyměňujeme tak dýchací plyny, bez čehož nedokážeme běžně přežít ani pár minut. Proč ale v první řadě vůbec dýcháme?

Dýchání je možné u člověka definovat jako proces výměny dýchacích plynů mezi vnějším a vnitřním prostředím. Zjednodušeně lze říci, že dýcháme vzduch, ze kterého si bereme kyslík, a naopak vracíme zpět produkt dýchání, oxid uhličitý. K dýchání nám slouží orgán zvaný plíce.

Plíce se skládají z miliónů velmi malých plicních sklípků, odborně nazývané alveoly. Alveoly jsou velmi tenké a těsně naléhají na krevní kapiláry, což umožňuje výměnu určitých látek mezi krevním řečištěm a vnitřní stranou plic. Tato výměna probíhá na bázi tzv. difúze plynů ve směru koncentračních a tlakových gradientů. Difúze je jednoduše proces samovolného rozptylování částic v prostoru. Stěna alveoly a rovněž stěna cévy představují přirozenou překážku látkám jako jsou například krevní elementy, ale jsou průchozí pro plyny, jako je kyslík a oxid uhličitý. Po koncentračním gradientu se kyslík dostává z plic, kde je ho hodně, do krevního řečiště, kde je ho málo, a naopak oxid uhličitý se dostává z krevního řečiště, kde je ho hodně, do plic, kde je to málo. Výdechem se oxidu uhličitého v plicích zbavujeme.

Kyslík se po přechodu do krevního řečiště váže na hemoglobin, který slouží k transportu kyslíku z plic do tkání a transportu oxidu uhličitého z tkání do plic. Hemoglobin je pro představu součástí červených krvinek, které představují základní složku krve a dává krvi specifickou červenou barvu. Kyslík spolu s dalšími látkami, jako jsou cukry, aminokyseliny a mastné kyseliny, představuje živiny, které buňkám dodávají chemickou energii. Chemická energie je uložená v nukleotidu zvaném ATP (adenosintrifosfát) a později je použita k buněčným procesům jako je biosyntéza, buněčný pohyb nebo přenos molekul přes buněčnou membránu.

Oxid uhličitý je odpadní produkt složitého procesu buněčného dýchání. Po kontaktu s hemoglobinem, který odevzdal kyslík, se oxid uhličitý na tento hemoglobin naváže a putuje směrem do plic. Většina oxidu uhličitého se však do plic dostane ve formě hydrogenuhličitanu rozpuštěného v krevní plasmě. V krevním řečišti plic se opět pod vlivem prostředí oxid uhličitý od hemoglobinu odpoutá a difúzí pronikne do alveoly, aby byl výdechem následně přenesen z našeho těla do vnějšího prostředí.