איך אנו נושמים?

הנטייה של בני האדם לחבר בין הנשימה לנפש היא חוצת תרבויות. המילה "נשמה" ננגזרת מאותו שורש של פעולת הנשימה, וביוונית עתיקה המילה Pneuma שמשמעותה "אוויר בתנועה", קושרת בכתבי קודש נוצריים בין פעולת הנשימה לרעיון הרוחני של רוח קדושה.

איך בדיוק פועלת הנשימה? תהליך הנשימה הוא תהליך של חילופי גזים שמאפשר לנו לקלוט חמצן ולפלוט פחמן דו-חמצני. החמצן הוא גז חיוני בתהליך ייצור האנרגיה של הגוף, והוא חשוב חלק חשוב בשרשרת מעבר אלקטרונים ופעילות האנזים ATP סינתאז.

הסרטון מתאר את מבנה הריאות ואת תהליך הנשימה:

החמצן שמאדים את תאי הדם

תהליך חילופי הגזים בין האטמוספירה לגוף נקרא נשימה, והוא כולל כמה תהליכים. תחילה האוויר נכנס לסימפונות, וממשיך משם לנאדיות הריאה דרך צינורות שהולכים ומתפצלים לצינורות קטנטנים. חילופי הגזים מתרחשים בנאדיות: בזמן הנשימה האוויר ממלא את הנאדיות, וגזים עוברים בינן לבין צינורות דם קטנטנים הנקראים קפילרות. חילוף הגזים מתרחש בשכבה של תאי הנקראים תאי האפיתל.

אם נתבונן בשינוי שחל בצבע תאי הדם האדומים בעת חילופי הגזים נראה שכאשר תא דם עשיר בחמצן הוא הופך אדום, וכשהוא עני בחמצן צבעו כחול. מכאן נובע הצבע הכחלחל של הוורידים שלנו, המוליכים אל הריאות דם עני בחמצן. מכאן גם נובע הביטוי "דם כחול", המתייחס לאצילים: בימי הביניים אנשי האצולה באירופה לא עסקו בעבודות כפיים, ועל כן ניתן היה לראות בבירור את הוורידים (הכחולים) בידיהם.

תאי דם אדומים המגיעים לקפילרות הצמודות לנאדיות משחררים פחמן דו-חמצני שאספו מהגוף וקושרים אליהם חמצן. החמצן והפחמן דו-חמצני נקשרים למולקולה בשם המוגלובין ביחס של ארבע מולקולות חמצן למולקולת המוגלובין אחת. הקישור הוא קואופרטיבי, כלומר קישור של מולקולת חמצן אחת מעודד את קישור המולקולה הבאה. הקישור או השחרור של הגזים נעשה בהתאם למפל הריכוזים שלהם: באזור עשיר בחמצן, כמו הריאות, החמצן נקשר; ואילו באזור עני בחמצן, כמו ברקמות הגוף, החמצן משתחרר. אותו תהליך מתרחש גם במהלך סילוק הפחמן הדו-חמצני.

כדוריות הדם האדומות משחררות את החמצן ברקמות הגוף השונות כדי לאפשר להן לייצר את מולקולת האנרגיה של התא ה-ATP הנחוץ לתהליכים רבים בתא.