Spirado

La kvanto de aero, kiun oni ensuĉas aŭ elblovas dum spirado
(Alidirektita el Transpirado)
Disambig.svg La titolo havas ankaŭ aliajn signifojn, por vidi ilin bonvolu rigardi la apartigilan paĝon: Spiro (apartigilo)

Spirado estas la procezo kiu movas aeron en kaj eksteren de la pulmoj, por permesi la difuzon de oksigeno kaj karbona dioksido al kaj de la ekstera medio en kaj el de la sango. "Spirado" foje ankaŭ rilatas al la ekvivalenta procezo uzanta aliajn spirajn organojn kiel brankojn en fiŝoj kaj spirakloj en iaj artropodoj. Por organismoj kun pulmoj, spirado konsistas el enspiro kaj elspiro. Spirado estas grava, ĉar ĝi ebligas spiron, bezonatan por vivo.

Aerobiaj organismoj (ĉiuj bestoj, la plej multaj plantoj kaj multaj mikro-organismoj) postulas oksigenon ĉe la ĉela nivelo por liberigi energion kaj perlabori (nome metabolo) energi-riĉajn molekulojn kiel grasacidonglukozon. Spirado plenumas alian gravan rolon: ĝi subtenas la homeostazon, kiu determinas la indicon kaj profundon de spirado. La medicina termino por normala malstreĉiga spirado estas eŭpneo.

X-radia video de virina amerika aligatoro dum spirado.

Fine de ĉiu elspir-ciklo la plenkreskaj homaj pulmoj ankoraŭ enhavas 2.5 – 3.0 litrojn da aero, kiu nomiĝas Resta Funkcia Kapazito (angle FRC, Functional Residual Capacity). Dum ĉiu spirad-cicklo nur ĉirkaŭ 15% el ĉi tiu volumo anstataŭiĝas per la  malsekigita ekstera aero. 

Spirado estas uzata por granda kvanto de kromaj funkcioj, kiel parolado, esprimo de la emocioj (ekz. rido, oscedo). Oscedanta ktp.), purigo de spirvojoj (tusado kaj ternado ktp.) kaj, okaze de bestoj kiuj ne povas ŝviti tra la haŭto, ankaŭ por akvo-bilanco.

MekanikoRedakti

 
Pulmoj kaj cetero de spirsistemo.

La pulmoj ne estas kapablaj je pumpado de si, kaj disetendiĝos nur kiam ekzistas pliiĝo en la volumeno de la brustkaverno.[1][2] En homoj, kiel en la aliaj mamuloj, tio estas atingita ĉefe per la kuntiriĝo de la diafragmo, sed ankaŭ per la kuntiriĝo de la interripaj muskoloj kiuj tiras la torakon supren.[3] Dum forta enspiro la akcesoraj muskoloj de enspiro, kiuj ligas la ripojn kaj la sternumon al la kolvertebroj kaj bazo de la kranio, en multaj kazoj tra peranta aldono al la klavikloj, troigas la pumpiltenilon kaj sitelajn tenilmovadojn, kaŭzante pli grandan ŝanĝon en la volumeno de la torakkavaĵo.[3] Dum elspirado, ĉe ripozo, (spiranta eksteren) ĉiuj muskoloj de enspiro senstreĉiĝas, resendante la bruston kaj abdomenon al pozicio nomita la "ripoza pozicio", kiu estas determinita per ilia anatomia elasteco. Ĉe tiu punkto la pulmoj enhavas la funkcian restan kapaciton de aero, kiu, en la plenkreska homo, havas volumenon de proksimume 2.5-3.0 litroj.[3]

Dum peza spirado (hiperpneo) kiel, ekzemple, dum ekzerco, elspirado estas rezultigita per rilakso de ĉiuj muskoloj de enspiro, (laŭ la sama maniero kiel ĉe ripozo), sed, krome, la ventromuskoloj, anstataŭ esti pasivaj, nun kontraktiĝas forte igante la torakon esti tirita malsupren (al fronto kaj flankoj). Tio ne nur malpliigas la grandecon de la torako, sed ankaŭ premas la abdomenajn organojn supren kontraŭ la diafragmo kiu sekve ŝvelas profunde en la torakon. La fin-ekshala-pulmvolumeno nun enhavas malpli da aero ol la ripoza "funkcia resta kapacito".[3] Tamen, en normala mamulo, la pulmoj ne povas esti malplenigitaj tute. En plenkreska homo ekzistas ĉiam daŭre almenaŭ unu litro da restaero forlasita en la pulmoj post maksimuma elspirado.[3]

Diafragma spirado igas la abdomenon ritme ŝveli eksteren kaj retiriĝi. Ĝi estas, tial, ofte referita kiel "abdomena spirado". Tiuj esprimoj ofte estas uzitaj interŝanĝeble ĉar ili priskribas la saman agon. Kiam la akcesoraj muskoloj de enspiro estas aktivigitaj, precipe dum uzkonsumita spirado, la klavikloj estas tiritaj supren, kiel klarigite supre. Tiu ekstera manifestiĝo de la uzo de la akcesoraj muskoloj de enspiro foje estas prisignita kiel klavikla spirado, vidita precipe dum astmoatakoj kaj en homoj kun kronika malhelpema pulmomalsano.

KontroloRedakti

Spirado estas unu el nemultaj korpaj funkcioj kiujn oni povas kontroli kaj konscie kaj senkonscie. La indico kaj profundo de spirado estas aŭtomate kontrolitaj per la spiraj centroj kiuj ricevas informojn de la periferiaj kaj centraj sangaj gaskemireceptoroj. Tiuj kemireceptoroj ade monitoras la partajn premojn de karbondioksido kaj oksigeno en la arteria sango.[3] La sensiloj estas, unue, la centraj sangaj gaskemireceptoroj sur la surfaco de la medolo oblonga de la cerbotrunko kiuj estas precipe sentemaj al pH same kiel la parta premo de karbondioksido en la sango kaj cerbo-spina likvaĵo. La dua grupo de sensiloj mezuras la partan premon de oksigeno en la arteria sango. Kune la laste menciitaj estas konataj kiel la periferiaj sangaj gaskemireceptoroj kiuj estas situantaj en la aortaj kaj karotidaj korpoj.[3] Informoj de ĉiuj tiuj sangaj gaskemireceptoroj estas peritaj al la spiraj centroj en la cerba ponto kaj en la oblonga medolo, kiuj reagas al devioj en la partaj premoj de karbondioksido kaj oksigeno en la arteria sango de normalo adaptante la indicon kaj profundon de spirado, en tia maniero por reestigi partan premon de karbondioksido reen al 5.3 kPa (40 mm Hg), la pH al 7.4 kaj, laŭ pli malgranda mezuro, la partan premon de oksigeno al 13 kPa (100 mm Hg).[3] Ekzemple, ekzerco pliigas la produktadon de karbondioksido de la aktivaj muskoloj. Tiu karbondioksido difuzigas en la vejnan sangon, kaj finfine levas la partan premon de karbondioksido en la arteria sango. Tio tuj estas sentita per la karbondioksidaj kemireceptoroj sur la cerbotrunko. La spiraj centroj respondas al tiuj informoj igante la indicon kaj profundon de spirado pliigi al tia amplekso ke la partaj premoj de karbondioksido kaj oksigeno en la arteria sango preskaŭ revenas tuj al la samaj niveloj kiel ĉe ripozo. La spiraj centroj komunikas kun la muskoloj de spirado per movnervoj, de kiuj la frenaj nervoj, kiuj funkciigas la diafragmon, estas verŝajne la plej gravaj.[3]

 
Subnaĝado sen spirhelpaj aparatoj.

Aŭtomata spirado povas esti troigita laŭ limigita mezuro per simpla elekto, aŭ faciligi ĝin por naĝado, parolado, kantado aŭ alia laŭta trejnado.[4] Spirantaj disciplinoj estas integrigitaj en meditado, certaj formoj de jogo kiel ekzemple pranayama, kaj la Buteyko-metodo kiel terapio kontraŭ astmo kaj aliaj malsanoj. Estas maleble subpremi la impulson al spiro al la punkto de hipoksio sed trejnado povas pliigi la kapablon spir-teni, ekzemple, en februaro 2016, hispana, profesia liberplonĝisto rompis la mondan rekordon por aranĝado de la spiro sub akvo ĉe iom pli ol 24 minutoj.

Aliaj aŭtomatajn spirkontrolajn refleksojn ankaŭ ekzistas. Subakvigo, precipe de la vizaĝo, en malvarma akvo, ekigas respondon nomitan la plonĝadreflekso.[5][6] Tio unue havas la rezulton fermi la aervojojn kontraŭ la enfluo de akvo. La metabola indico bremsas rekte malsupren. Tio estas kunligita kun intensa vaskulkonstrikton de la arterioj al la membroj kaj abdomenaj intestoj. Tio rezervas la oksigenon kiu estas en sango kaj pulmoj komence de la plonĝo preskaŭ ekskluzive por la koro kaj la cerbo. La plonĝadreflekso estas ofte-uzita respondo en bestoj kiuj rutine devas plonĝi, kiel ekzemple pingvenoj, fokoj kaj balenoj.[7][8] Ĝi estas ankaŭ pli efika en junegaj beboj kaj infanoj ol en plenkreskuloj.[9]

NotojRedakti

  1. Pocock, Gillian. (2006) Human physiology : the basis of medicine, 3‑a eldono, Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-856878-0.
  2. Levitzky, Michael G.. (2013) Pulmonary physiology. New York: McGraw-Hill Medical. ISBN 978-0-07-179313-1.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 Tortora, Gerard J.. (1987) Principles of anatomy and physiology. New York: Harper & Row, Publishers, p. [htt://archive.org/details/inciesofanat05tort/e/556 556–582]. ISBN 978-0-06-350729-6.
  4. (2009) “Breathwork”, Ades TB: American Cancer Society Complete Guide to Complementary and Alternative Cancer Therapies, 2‑a eldono, American Cancer Society, p. [htt://archive.org/details/americancancerso0000unse/e/72 72–74]. ISBN 9780944235713.
  5. (2013) “The Mammalian Diving Response: An Enigmatic Reflex to Preserve Life?”, Physiology 28 (5), p. 284–297. doi:10.1152/physiol.00020.2013. 
  6. (1 January 2009) “The physiology and pathophysiology of human breath-hold diving”, Journal of Applied Physiology 106 (1), p. 284–292. doi:10.1152/japplphysiol.90991.2008. Alirita 4 April 2015.. 
  7. (2004) “Oxygen and the diving seal”, Undersea Hyperb Med 31 (1), p. 81–95. Alirita 2008-06-14..  Arkivigite je 2008-12-11 per la retarkivo Wayback Machine
  8. (September 1989) “Arterial gas tensions and hemoglobin concentrations of the freely diving Weddell seal”, Undersea Biomed Res 16 (5), p. 363–73. Alirita 2008-06-14.. 
  9. (2012) “The diving reflex in healthy infants in the first year of life”, Journal of Child Neurology 27 (2), p. 168–71. doi:10.1177/0883073811415269. 

BibliografioRedakti