Jaký je vztah mezi změnou objemu a průtokem vzduchu z plic?

Existuje inverzní vztah mezi změnou objemu a prouděním vzduchu do plic a ven z plic, známý jako inverzní vztah dýchání. To znamená, že s rostoucím objemem plic klesá proudění vzduchu (rychlost změny objemu) a naopak. Tento vztah funguje následovně:

1. Inspirace (inhalace):

Při nádechu se bránice a mezižeberní svaly stahují, čímž se zvětšuje objem hrudní dutiny. S rostoucím objemem se tlak uvnitř plic snižuje a vzniká tlakový gradient mezi atmosférou a plícemi. Tento tlakový rozdíl způsobuje proudění vzduchu do plic, což vede k inspiraci.

2. Výdech (výdech):

Při výdechu se bránice a mezižeberní svaly uvolňují, čímž se zmenšuje objem dutiny hrudní. S klesajícím objemem se tlak uvnitř plic zvyšuje a převyšuje atmosférický tlak. Tento tlakový gradient nyní podporuje pohyb vzduchu z plic, což má za následek výdech.

3. Inverzní vztah:

Klíčovým bodem je, že jak se objem plic během nádechu zvětšuje, rychlost proudění vzduchu klesá. Je to proto, že větší objem plic klade menší odpor proudění vzduchu. Naopak, když se objem během výdechu zmenšuje, proudění vzduchu se zvyšuje díky vyššímu tlakovému gradientu.

Tento inverzní vztah zajišťuje, že se během každého dechu vymění konzistentní množství vzduchu. Jak se plíce roztahují, proudění vzduchu se zpomaluje, což umožňuje více času na výměnu plynu mezi alveoly a kapilárami, které je obklopují. Vzhledem k tomu, že plíce při výdechu couvají, zvýšený průtok vzduchu usnadňuje odstranění oxidu uhličitého z těla.

V souhrnu je objemová změna v plicích nepřímo úměrná proudění vzduchu. Větší objemy plic vedou k pomalejšímu proudění vzduchu, zatímco menší objemy plic vedou k rychlejšímu proudění vzduchu, což podporuje účinnou výměnu plynů během dýchání.