Lungeventilasjon, pusting, består av rytmisk innånding og utånding av luft mellom atmosfæren og lungene, som følge av at pustemusklene vekselvis trekker seg sammen og slapper av. Formålet med pusting er å opprettholde tilstrekkelig høyt innhold av oksygengass i alveolene og holde innholdet av karbondioksidgass i alveolene tilstrekkelig lavt. Hvor ofte og hvor dypt vi puster, er regulert på en slik måte at mengden oksygengass (O2) og karbondioksidgass (CO2) i blodet opprettholdes på et relativt stabilt nivå både ved hvile og under fysisk aktivitet.
Innåndingsfasen
Innånding. Mellomgulvet og de ytre interkostalmusklene trekker seg sammen og utvider brysthulen. Utånding. Mellomgulvet og de ytre interkostalmusklene slapper av og brysthulen reduseres.
Innånding, eller inspirasjon, skjer som følge av at inspirasjonsmuskler trekker seg sammen (kontraherer). I hvile er diafragma (mellomgulvet) den viktigste inspirasjonsmuskelen, og står for cirka 70 prosent av respirasjonsarbeidet. Når diafragma kontraherer, utvides brysthulen i retning nedover. De ytre interkostalmusklene (musklene mellom ribbeina) bidrar også, og trekker ribbeina utover og oppover, slik at brysthulen utvides i retning framover. Ettersom lungene er festet til innsiden av brystveggen ved hjelp av lungehinnen (pleura), vil også lungevevet følge med når brysthulen utvides.
Når volumet i lungene øker, avtar trykket i alveolene i forhold til trykket utenfor kroppen (det atmosfæriske lufttrykket). Undertrykket medfører at luft suges inn i lungene, og luftstrømmen fortsetter inntil trykkene er utjevnet. Det volumet luft som strømmer ned i lungene under en inspirasjon kalles for tidevolumet, og hos en voksen mann i hvile utgjør dette cirka en halv liter.
Ved fysisk anstrengelse eller andre årsaker til behov for å øke volumet luft som strømmer inn ved innåndingen, trekker diafragma og de ytre interkostalmusklene seg kraftigere sammen. I tillegg aktiveres blant annet halsmuskler og løfter ribbeina oppover slik at volumet i brysthulen økes ytterligere.
På grunn av pleura er lungene litt utspilt selv når respirasjonsmusklene er avslappet. Lungevevet har elastiske krefter som vil trekke lungene sammen, derfor er trykket i pleurahulen (intrapleuraltrykket) litt negativt. Transpulmonaltrykket, som er differansen mellom trykket i alveolene og intrapleuraltrykket, holder lungene utspilt inne i brysthulen. Skade på pleurahinnen vil medføre luft i pleurahulen, pneumothorax, og kollaps av lungen.
Utåndingsfasen
Utåndingen, eller ekspirasjonen, starter når inspirasjonsmusklene slutter å trekke seg sammen. Da holdes ikke lungene lenger utspilt av brystveggen, og sammen med de elastiske kreftene i lungevevet vil dette redusere lungevolumet. På grunn av det økte alveolære trykket, vil luften i lungene strømme ut inntil trykket er utjevnet med atmosfæretrykket. Da har lungene det volumet de hadde da pustesyklusen startet, og dette kalles funksjonelt residualvolum (FRC; functional residual capacity).
I hvile skjer altså ekspirasjon uten aktiv muskelbruk, men ved behov for en mer effektiv tømming av lungene (forsert ekspirasjon), for eksempel ved hardt muskelarbeid eller astma, kan egne ekspirasjonsmuskler aktiveres. Indre interkostalmuskler kontraherer da og trekker ribbeina nedover, mens sammentrekning av muskler i bukveggen øker trykket i bukhulen og presser diafragma oppover. Dette bidrar til en raskere og mer effektiv tømming av lungene ved økt pustefrekvens.
Respiratorisk minuttvolum og alveolær ventilasjon
Virkning av det anatomiske dødrommet på lungeventilasjonen. a) Etter inspirasjon, før ekspirasjon. b) Under ekspirasjon. c) Under inspirasjon.
Respiratorisk minuttvolum er et uttrykk for lungeventilasjonens størrelse, og er bestemt av respirasjonsfrekvensen multiplisert med tidevolumet. I hvile er respirasjonsfrekvensen hos en voksen person cirka 12–15 per minutt. Respiratorisk minuttvolum vil da være: 12 · 0,5 liter = 6,0 liter per minutt.
De delene av luftveiene hvor det ikke skjer gassutveksling mellom luft og blod, kalles det anatomiske dødrom. Dette utgjør om lag 150 milliliter luft, som etter en ekspirasjon skyves tilbake i alveolene ved neste inspirasjon. Luften som fyller alveolene ved en inspirasjon, er derfor en blanding av ny luft og luft som allerede har vært i alveolene og deltatt i gassutvekslingen. Alveolær ventilasjon er mengden ny luft som når alveolene per minutt, og den beregnes ved å ta differansen mellom tidevolum og dødrom og multiplisere med respirasjonsfrekvensen. Ved et tidevolum på 0,5 liter vil bare 0,35 liter som når alveolene være ny luft. Da vil alveolær ventilasjon være 4,2 liter (12 per minutt · 0,35 liter). Varierende pustemønster (høy eller lav pustefrekvens og tidevolum) vil ha stor innvirkning på den alveolære ventilasjonen.
Regulering av lungeventilasjonen
Kjemoreseptorer registrerer partialtrykkene av respirasjonsgassene O2 og CO2 i arterieblodet. Respirasjonssenteret i hjernestammen mottar informasjonen og regulerer lungeventilasjonen slik at respirasjonsgassene holdes tilnærmet konstant. Kjemoreseptorer registrerer også endringer i H+-konsentrasjonen (pH) i arterieblodet. Lungeventilasjonen påvirker arterieblodets surhetsgrad og er derfor viktig for kroppens syre-baseregulering. For eksempel vil en økt H+-konsentrasjon i blodet (metabolsk acidose) føre til økt lungeventilasjon, slik at mer CO2 pustes ut. Det dannes da mindre karbonsyre, og blodets pH øker i retning av normalverdien (pH=7,4) igjen. Særlig viktig er det at pH i væsken som omgir nervecellene i hjernen holdes mest mulig konstant.
Les mer i Store norske leksikon
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.