Mi a kapcsolat a térfogatváltozás és a tüdőből kiáramló levegő között?

Fordított összefüggés van a térfogatváltozás és a tüdőbe be- és kifelé irányuló légáramlás között, amelyet a légzés fordított kapcsolatának neveznek. Ez azt jelenti, hogy a tüdő térfogatának növekedésével a légáramlás (a térfogatváltozás sebessége) csökken, és fordítva. Így működik ez a kapcsolat:

1. Belégzés (belégzés):

Belégzéskor a rekeszizom és a bordaközi izmok összehúzódnak, ami növeli a mellüreg térfogatát. A térfogat növekedésével a tüdőben lévő nyomás csökken, és nyomásgradiens jön létre a légkör és a tüdő között. Ez a nyomáskülönbség hatására levegő áramlik a tüdőbe, ami belégzéshez vezet.

2. Lejárat (kilégzés):

A kilégzés során a rekeszizom és a bordaközi izmok ellazulnak, így csökken a mellüreg térfogata. A térfogat csökkenésével a tüdőben lévő nyomás nő, ami meghaladja a légköri nyomást. Ez a nyomásgradiens most kedvez a levegőnek a tüdőből való kiáramlásának, ami a kilégzést eredményezi.

3. Inverz kapcsolat:

A lényeg itt az, hogy ahogy a tüdő térfogata növekszik a belégzés során, a légáramlás sebessége csökken. Ennek az az oka, hogy a nagyobb tüdőtérfogat kisebb ellenállást biztosít a légáramlással szemben. Ezzel szemben, ahogy a térfogat csökken a kilégzés során, a légáramlás a nagyobb nyomásgradiens miatt nő.

Ez a fordított összefüggés biztosítja, hogy minden lélegzetvétel során egyenletes mennyiségű levegő cserélődik. Ahogy a tüdő tágul, a légáramlás lelassul, így több idő marad a gázcserére az alveolusok és az őket körülvevő kapillárisok között. Mivel a tüdő a kilégzés során visszahúzódik, a megnövekedett légáramlás megkönnyíti a szén-dioxid eltávolítását a szervezetből.

Összefoglalva, a tüdő térfogatváltozása fordítottan arányos a légáramlással. A nagyobb tüdőtérfogat lassabb légáramlást, míg a kisebb tüdőtérfogat gyorsabb légáramlást eredményez, ami támogatja a hatékony gázcserét a légzés során.