A lebontó folyamatokban a sejtek oxigén segítségével a szerves anyagok szénatomjait szén-dioxiddá, hidrogénjeit vízzé oxidálják (biológiai oxidáció). Ebben a folyamatban kémiai energia is keletkezik, amely az ún. ATP-molekula kötéseiben raktározódik.

Az ember légzési szervrendszerét felső és alsó légutakra oszthatjuk. A felső légutakhoz tartozik az orrüreg, a garat és a gége. Az alsó légutak részei a légcső, a tüdő hörgőrendszere és léghólyagocskái.

Egy léghólyagocska üregének átmérője csak 0,2-0,3 mm, azonban több száz millió található belőlük a tüdőben. Az összesített légzőfelület így rendkívül nagy, akár a 100 m²-t is elérheti, míg az emberi bőrfelület csak 1,7 m² körül van. A léghólyagocskák belső felszínét egy ún. surfactant nevű anyag borítja, mely megakadályozza, hogy a léghólyagocskák összetapadjanak.

A tüdőnek nincs saját izomzata, a mellüreg térfogatváltozásait passzívan követi. A mellüreg térfogatát nyugodt légzés esetén a külső bordaközi izmok és a rekeszizom változtatják.A mellüreget a mellhártya béleli, amelynek fali lemeze a mellüreg falát, zsigeri lemeze pedig a tüdő felszínét borítja. A kettő között vékony folyadékréteg van, amely nem engedi a tüdőt a mellkasfaltól elválni, ugyanakkor kenőanyagként csökkenti a légzőmozgások során fellépő súrlódást.

A gége a hangadás szerve. Belsejében a pajzsporc és a kannaporcok között feszülnek ki a nyálkahártya-kettőzetbe (hangredőkbe) burkolt hangszalagok. A hangredők között található a hangrés. Hangadáskor a hangszalagok megfeszülnek, a hangrés szűkül. A kiáramló levegő feltorlódik a hangredő mögött, és megrezegteti a hangszalagokat. Ennek hatására a levegő is rezgésbe jön, vagyis kialakul a hang.A hang magassága alapvetően a hangszalagok hosszától, így a gége méretétől függ. A nőknek és a gyerekeknek kisebb a gégéje, rövidebbek a hangszalagjaik, ezért hangjuk magasabb, mint a férfiaké.

KISÉRLETHány liter levegőt cserél ki egy ember a 8 órás alvása alatt? (Számoljunk úgy, hogy 16-szor vesz levegőt 1 perc alatt.)3840 liter7590 liter650 liter18 literMagyarázat

A vitális kapacitás mértéke egyénenként eltérő, sok tényezőtől függ.Függ:a kortóltestmagasságtól, testmérettőlnemtől (nőknél kisebb értéket kaphatunk a kisebb testméret miatt)edzettségi szinttől (a különböző sportok különböző mértékben hatnak a tüdőkapacitásra)életmódtól (a dohányzás csökkenti a vitális kapacitás mértékét)illetve, hogy az illető esetleg fúvós hangszeren játszik vagy énekel.A vitális kapacitás rendszeres sportolással növekszik, akár a 6-8 litert is elérheti. Intenzív izommunkához több energiára van szükség, ehhez több szerves anyagot kell lebontani, amihez több oxigén kell. A megnövekedett oxigénigény fedezése érdekében növelhető a légzési levegő mennyisége (ez jellemző az edzett emberekre) illetve a percenkénti légvételek száma (ez jellemző a kevesebb testmozgást végzőkre). Edzés hatására nő a vitális kapacitás, mivel a tüdőben több léghólyagocska nyílik meg, hatékonyabbá válik a kilégzés, továbbá új léghólyagocskák is keletkezhetnek.

Hány liter levegőt cserél ki egy ember a 8 órás alvása alatt? (Számoljunk úgy, hogy 16-szor vesz levegőt 1 perc alatt.)3840 liter7590 liter650 liter18 literMagyarázat

0,5 liter × 16 = 8 liter 1 perc alatt8 liter × 60 perc = 480 liter 1 óra alatt480 liter × 8óra = 3840 liter 8 óra alatt

Bár a légzőizmok harántcsíkolt izmok, mégsem kell folyton arra gondolnunk, hogy lélegezzünk. A légzés szabályozását több agyterület együttesen végzi. Légzőközpont található a nyúltvelőben, ez a terület felelős a be-és kilégzés irányításáért. A belégzést kiváltó inger elsősorban a vérben található CO₂ koncentrációjának növekedése, a kilégzést pedig a tüdő feszítettségét érzékelő receptorok segítik.A légzés ritmusának szabályozásában szerepet játszik az agytörzs hídnak nevezett része is. (Egy perc alatt nyugalomban 12-16-szor veszünk levegőt.) Légzésünket akaratlagosan is befolyásolhatjuk, ez esetben az agykéreg homloklebenyéből indulnak ki a mozgató impulzusok.

A különböző sportágak nem azonos mértékben hatnak a vitális kapacitásra. A tartós, kisebb erőkifejtést igénylő, de az izomzat nagy részét igénybe vevő sportok jobban fejlesztik a tüdőkapacitást. Ilyenek például az evezés, úszás vagy a boksz.Csukláskor a rekeszizom görcsösen összehúzódik, ezért hirtelen belégzés következik be a gégében keletkező jellemző hang kíséretében.Születéskor, mikor elvágják a köldökzsinórt, megszűnik ez az összeköttetés az anyával. A újszülött vérében felhalmozódó CO₂ belégzést fog indukálni, vagyis levegőt vesz és felsír.

Dohányzol? Ne tedd! A dohányzás súlyosan károsítja szervezetedet és a környezetedben lévőkét is! Cigarettánként mintegy 2 liter füst keletkezik, amelynek kétharmadát a környezetébe juttatja a dohányos (akik ráadásul füstszűrő nélkül kénytelenek ezt beszívni). A dohányfüstöt kb. 4000 anyag alkotja, amelyből 40 bizonyítottan rákkeltő.A nikotin könnyen erős függőséget alakít ki, valójában egy méreg. Az égés során keletkező szénmonoxid pedig sokkal jobban kötődik a hemoglobinhoz, mint az oxigén, így kiszorítja azt. A szénmonoxidot kötő hemoglobinok tulajdonképpen funkciójukat vesztetten keringenek a szervezetben.

A dohányzás hosszú távú hatásaiA dohányzásnak rengeteg hosszú távú hatása van. Többek között emeli a vérnyomást, fokozza az érelmeszesedést, gyakrabban alakulnak ki légúti betegségek. Kedvezőtlenül hat az ivarsejtképzésre mind férfiak, mind nők esetében. Dohányzó nőknél gyakrabban fordul elő korai vetélés, koraszülés, illetve a füst méreganyagait az anyatej is közvetíti!A vízipipa folyadéka nem szűri ki sem a nikotint, sem a szénmonoxidot!

A dohányzásnak rengeteg hosszú távú hatása van. Többek között emeli a vérnyomást, fokozza az érelmeszesedést, gyakrabban alakulnak ki légúti betegségek. Kedvezőtlenül hat az ivarsejtképzésre mind férfiak, mind nők esetében. Dohányzó nőknél gyakrabban fordul elő korai vetélés, koraszülés, illetve a füst méreganyagait az anyatej is közvetíti!A vízipipa folyadéka nem szűri ki sem a nikotint, sem a szénmonoxidot!

Erőltetett légzés esetén járulékos izmok is bekapcsolódnak a légzés folyamatába. Erőltetett belégzés esetén megfigyelhető a vállövhöz kapcsolódó hátizmok, nyak- és mellizmok működése, valamint az orrcimpák kitágulása.Az erőltetett kilégzésben elsősorban a belső bordaközi izmok segítenek, továbbá a hasizmok és egyes mell- és ágyékizmok.

A belélegzett levegő 21 V% oxigént tartalmaz, a kilélegzett levegő 16 V%-ot. Zárt terek szellőztetéséről gondoskodni kell, ugyanis a levegő tényleg elhasználódik!

A vitális kapacitásra kapott értéken nyomon követhető az edzés túlzásba vitele, illetve a kimerültség is. Ha valakivel lefuttatunk 200 métert, majd megmérjük vitális kapacitását, kb. fél literrel kevesebbet fogunk mérni, mint a futás előtti érték volt.

Különböző érzelmi hatásokra (ijedtség, sírás), illetve fájdalom esetén a fent említetteken kívül más agyterületek (a hipotalamusz és a limbikus rendszer) is részt vesznek a légzés szabályozásában.Megfigyelések szerint légzésünk nemcsak akkor fokozódik, amikor ténylegesen sportolunk (pl. futunk), hanem feltételes reflexként már akkor is, amikor rákészülünk a futásra, vagy akár csak nézünk másokat futni. Ha például olimpiai döntőt nézünk a kanapén ülve, légzésünk fokozódni fog, annak ellenére, hogy mi magunk nem mozgunk.

A tengerszint feletti magasság növekedésével (2-3000 méteres magashegységekben már érzékelhetően) csökken a légköri oxigén nyomása, így a vér oxigénszintje is lecsökken. A megfelelő oxigénszint visszaállítása érdekében a szervezet több vörösvértestet termel egy erythropoietin (EPO) nevű peptid hormon hatására.

Az EPO mesterségesen adagolva doppingszerként hat, hiszen megnöveli a vér oxigénszállító kapacitását, így jobb lesz az izmok oxigénellátottsága, és az illető nagyobb teljesítményre lesz képes. Az EPO használata 1990 óta tiltott.

A tengeri emlősök (bálnák, delfinek) szintén tüdővel lélegeznek, vagyis légköri oxigént használnak. A percenkénti légzésszámuk azonban kevesebb, mint a szárazföldi élőlényeknek. Fajonként eltérő, hogy mennyi időnként kell levegőt venniük; egyes delfinek, bálnák 15-20 percet is kibírnak egy levegővétellel, vagy ha kell, többet is. Ez azért lehetséges, mert kevésbé függnek a vérükben lévő oxigén mennyiségétől. Az oxigénnek kb. 40%-át az izomzatukban mioglobinhoz kötve tárolják! Ráadásul a mioglobin szerkezete kissé eltér az emberi mioglobin szerkezetétől, így a nagy víznyomást is bírják.

A mélytengeri búvárok túlnyomásos levegőt lélegeznek be. Ez azontúl, hogy megfelelő mennyiségű oxigénnel látja el a szervezetüket, megóvja tüdejüket a víznyomás okozta összeeséstől.

A kétéltűek tüdeje páros, sima vagy redős falú zsák. A légzőfelszín azonban nem elég nagy a szervezet számára szükséges gázcsere lebonyolításához, ezért a kétéltűek légzésében nagyon fontos szerepe van a bőrlégzésnek is.

A hüllők vastag, száraz szarurétege gátolja a bőrlégzést, viszont tüdejük fejlett, belseje kamrákra tagolódik, vagyis már elég nagy a légzőfelszíne.

A madarak légzése nagyon hatékony, tüdejükben mind be-, mind kilégzéskor történik gázcsere, ezért légzésüket kettős légzésnek nevezzük. Mindkét tüdőfélhez légzsákok kapcsolódnak (5-5 db), melyek levegőtartalmuk miatt a test sűrűségét csökkentik. A hörgőcskékből nagyszámú léghajszálcső ered, a levegő ezeken áramlik keresztül, hogy a légzsákokba be-, illetve onnan kijusson. A gázcsere a léghajszálcsövek falán keresztül történik meg.

Az emlősök tüdejében a hörgőcskék apró léghólyagocskákhoz vezetnek, melyeknek összesített felülete igen nagy. Itt játszódik le a gázcsere.