top of page

Hengitys: Pelkkää kaasujen vaihtoa vai jokapäiväinen ihme?

Hengitys – tämä näennäisen yksinkertainen toiminto, joka toistuu jokaisessa ihmisen elämän hetkessä, kätkee sisälleen koko maailmankaikkeuden monimutkaisuuden ja ihmeellisyyden. Se on elintärkeä osa meidän olemassaoloamme, mutta usein sen merkitys ja syvempi yhteys koko elämän verkostoon jää huomaamatta.


Hengitys, tuo jokapäiväinen mutta kiehtova ilmiö, on siis paljon enemmän kuin pelkkää kaasujen vaihtumista keuhkoissamme. Se on solutasolla tapahtuvan kemiallisen ja fysiologisen prosessin huipentuma, joka on yhteydessä maapallon ekosysteemiin ja jopa koko maailmankaikkeuden toimintaan.


Tässä kirjoituksessa pysähdymme tarkastelemaan hengityksen ihmettä. Sen tiedostaminen mitä kaikkea tähän ulkoisesti yksinkertaiselta vaikuttavaan kehontoimintoon todellisuudessa sisältyy, voi lisätä arvostustamme elämän lahjaa kohtaan. Tulet näkemään, että hengitys ei ole vain ilman edestakaista liikettä, vaan jotain paljon erikoisempaa. Hengitys kytkee sinut atomitason voimiin ja yhdistää sinut koko valtavan laajaan maailmankaikkeuteen äärimmäisen monimutkaisten ja tarkasti koordinoitujen prosessien kautta.






Hengitysprosessin pääpiirteet


Aloitetaan hengityksen tutkiminen pintatasolta ja käydään lyhyesti läpi mitä hengitysprosessiin sisältyy.


Keuhkohengitys on prosessi, jossa ilmaa vedetään keuhkoihin ja puhalletaan sitä ulos, mahdollistaen kaasujen vaihdon – hapen imeytymisen verenkiertoon ja hiilidioksidin poistumisen kehosta. Tässä prosessissa tapahtuu seuraavaa:


  1. Inhalaatio (sisäänhengitys): Hengityslihakset, kuten pallea ja kylkiluiden väliset lihakset, supistuvat, laajentaen rintakehää ja alentaen painetta keuhkoissa. Tämän seurauksena ilma virtaa sisään korkeammasta paineesta, ulkoilmasta, matalampaan paineeseen keuhkoissa.

  2. Ekshalaatio (uloshengitys): Hengityslihakset rentoutuvat, rintakehä palautuu alkuperäiseen asentoonsa, mikä kasvattaa painetta keuhkoissa ja työntää ilman ulos.


Aikuisen ihmisen keskimääräinen hengitystiheys levossa on noin 12–20 hengityskertaa minuutissa. Tämä tarkoittaa, että keskimääräinen hengitystiheys vuorokaudessa on noin 17,280–28,800 kertaa (laskettuna 12 kertaa minuutissa 24 tunnin ajan ja 20 kertaa minuutissa 24 tunnin ajan). Hengitystiheys voi vaihdella fyysisen aktiivisuuden, terveydentilan ja muiden tekijöiden mukaan.



Hengitys ja elämän monimutkainen symbioottinen verkosto


Pintapuolisesti tarkasteltuna hengityksessä ei vaikuttaisi olevan mitään niin kovin ihmeellistä. En ainakaan usko, että koit edellä mainitut seikat minään tajunnan räjäyttävänä syvällisten luonnon totuuksien paljastuksena. Mutta se mitä kerron tästä eteenpäin tulee olemaan tajunnan räjäyttävää.


Aivojen, sydämen ja keuhkojen yhteistyö


Aivot ja erityisesti sen autonomiset osat säätelevät elintärkeitä toimintoja, kuten hengitystä ja sydämen sykettä. Autonominen hermosto, joka koostuu sympaattisesta ja parasympaattisesta hermostosta, toimii pääasiassa itsenäisesti tietoisen kontrollin ulkopuolella ja vastaa näiden elintärkeiden toimintojen säätelystä.


Tässä joitakin tärkeitä seikkoja aivojen, sydämen ja keuhkojen yhteistyöstä:


  1. Hengityksen säätely: Hengitystä säätelee aivojen hengityskeskus, joka sijaitsee pääasiassa aivorungossa. Tämä keskus vastaanottaa jatkuvasti tietoa kehon hiilidioksidipitoisuudesta, happipitoisuudesta ja pH-tasosta sekä lähettää hermoimpulsseja hengityslihaksiin (kuten palleaan), säädellen siten hengityksen taajuutta ja syvyyttä.

  2. Sydämen sykkeen säätely: Autonominen hermosto säätelee sydämen sykettä. Parasympaattinen hermosto hidastaa sydämen sykettä, kun taas sympaattinen hermosto kiihdyttää sitä.

  3. Aivojen vaurioituminen: Jos aivojen tietyt alueet, erityisesti hengitystä ja sydämen sykettä säätelevät alueet, vaurioituvat, se voi olla hengenvaarallista.

  4. Hapen kuljetus: Hengityksen ja sydämen toiminnan säätely ja koordinointi aivojen kautta ovat elintärkeitä hapen kuljetukselle verenkierron kautta solujen mitokondrioihin. Tämä prosessi on kriittinen solujen energia-aineenvaihdunnan ja koko elimistön toiminnan kannalta.


Tämä korostaa aivojen ja hermoston keskeistä roolia elintärkeiden toimintojen, kuten hengityksen ja sydämen sykkeen, säätelyssä, ja osoittaa, kuinka nämä järjestelmät ovat keskeisessä asemassa ylläpitämässä elämää ja terveyttä. Aivot, sydän ja keuhkot toimivat täydellisessä yhteistyössä mahdollistaen monimutkaiset elämän kannalta välttämättömät solutason prosessit.


Tämä kaikki tapahtuu ilman tietoista kontrollia. Aivosi, sydämesi ja keuhkosi kannattelevat sinua joka hetki, niin kauan kuin niihin ei tule vakavia toimintahäiriöitä. Mahdollisten toimintahäiriöiden vuoksi voimme olla entistäkin kiitollisempia siitä, että meihin on rakennettu tällaiset ihmeelliset elimet, jotka tekevät työnsä uskollisesti ilman, että meidän täytyy tehdä oikeastaan mitään muuta kuin huolehtia kehon energiansaannista. Jokainen hetki, jonka saamme nauttia suhteellisesta terveydestä ja hyvinvoinnista on lahja. Ja eipä näitä kehon automaattisia mekanismeja moni sairauskaan pysäytä. Kehossa on myös ihmeellisiä korjausmekanismeja. Lopulta tosin vauriot voittavat meistä jokaisen ja vedämme viimeisen hengenvetomme. Elämän rajallisuus, joka liittyy tähän epätäydellisyyden aikakauteen on surullinen fakta, mutta toisaalta sen hyväksyminen voi auttaa käyttämään jäljellä olevan aikansa viisaasti.


Jos ihminen elää 80 vuotiaaksi ja hänen keskimääräinen hengitystiheytensä on 16 hengitystä minuutissa, hän ottaa noin 672,768,000 hengitystä koko elämänsä aikana. Nautitaan jokaisesta hengityksestä, jotka meillä vielä on!



Aerobisten eliöiden metabolia ja soluhengitys


Hengitys mahdollistaa hapen kulkeutumisen keuhkoista verenkierron kautta jokaiseen kehomme soluun, jossa se on välttämätön soluhengityksessä, prosessissa, jossa ravinnon sokereita "poltetaan" energiaksi. Ilman tätä prosessia elämä, kuten me sen tunnemme, ei olisi mahdollista.


Aerobisten eliöiden, kuten ihmisten, soluhengitys on monimutkainen sarja biokemiallisia reaktioita, jotka muuntavat ravinnon, kuten glukoosin, ATP:ksi (adenosiinitrifosfaatti), solujen käyttämäksi energiaksi. Tämä prosessi koostuu kolmesta päävaiheesta:


  1. Glykolyysi: Glukoosin hajoaminen solulimassa, jossa muodostuu pyruvaattia ja pieniä määriä ATP:tä.

  2. Krebsin sykli (sitruunahappokierto): Pyruvaatti siirtyy mitokondrioihin, missä se käy läpi sarjan reaktioita, jotka tuottavat elektroneja elektroninsiirtoketjulle ja vapauttavat hiilidioksidia.

  3. Elektroninsiirtoketju ja oksidatiivinen fosforylaatio: Tämä prosessi vaatii happea, joka on saatu hengityksen kautta. Tässä prosessissa happea käytetään vastaanottamaan elektronit, jotka ovat kulkeneet elektroninsiirtoketjun läpi, ja yhdistämään ne vetyionien kanssa muodostaakseen vettä. Tämä tapahtuu soluhengityksen loppuvaiheessa mitokondriossa, ja se on kriittinen osa energiaa tuottavaa prosessia, jossa ATP syntetisoidaan.


Soluhengitys on todella tarkasti säädelty ja monimutkainen biokemiallinen prosessi, jossa lukuisat molekyylikoneet, erityisesti proteiinit kuten entsyymit, ovat keskeisessä roolissa. Tämä prosessi käsittää sarjan tarkoin koordinoituja reaktioita, joiden avulla solut tuottavat energiaa.


Soluhengityksen tehokkuus ja säätely ovat elintärkeitä solun energiantuotannon kannalta. Tämä prosessi ei ole vain kemiallisten reaktioiden sarja, vaan se on tarkoin säädelty ja tasapainotettu järjestelmä, joka mukautuu solun tarpeisiin ja ympäristön olosuhteisiin.


Soluhengityksen säätelyyn osallistuu myös solun signaalinvälitysjärjestelmiä, jotka auttavat soluja reagoimaan muutoksiin energian kysynnässä tai saatavuudessa. Tämä varmistaa, että energiaa tuotetaan tehokkaasti ja solun toiminta pysyy optimaalisena eri olosuhteissa.


Se, että hengität sisään happea ja hengität ulos hiilidioksidia sisältää siis äärimmäisen monimutkaisia solutason toimintoja.


Mutta ei tässä vielä kaikki. Homma muuttuu entistäkin ihmeellisemmäksi kun kohdistamme huomiomme siihen mitä täytyy tapahtua kehomme ulkopuolella olevassa maailmassa, jotta hengittäminen on mahdollista.





Fotosynteesin ja hengityksen vuorovaikutus


Fotosynteesi ja hengitys ovat molemmat välttämättömiä maapallon elämän ylläpidolle, ja ne ovat tiiviissä vuorovaikutuksessa keskenään:


  • Fotosynteesi: Kasvit, levät ja jotkin bakteerit käyttävät auringonvaloa, hiilidioksidia ja vettä tuottaakseen glukoosia ja happea. Tämä prosessi on olennainen, sillä se on ensisijainen tapa, jolla energia ja orgaaniset yhdisteet tuodaan ekosysteemiin.

  • Hengitys ja hiilidioksidi: Kun aerobiset eliöt hengittävät, ne käyttävät fotosynteesissä tuotettua happea ja vapauttavat hiilidioksidia, joka on tarpeellinen fotosynteesin ylläpitämiseksi.


Fotosynteesin ja hengityksen symbioottinen vuorovaikutus


Fotosynteesi on todellakin hienosäädetty ja symbioottisesti koordinoitu prosessi, joka on elintärkeä elämälle maapallolla. Se muodostaa perustan monimutkaiselle verkostolle, joka yhdistää auringon, ilmakehän, kasvit, aerobiset eliöt ja niiden keuhkohengityksen, solujen mitokondriot ja hiilihydraatit. Tämä verkosto on elämän perusta maapallolla.


  1. Auringon valo ja fotosynteesi: Fotosynteesi alkaa, kun auringon valoenergia saavuttaa maapallon. Kasvit, levät ja tietyt bakteerit käyttävät tätä valoenergiaa muuttaakseen hiilidioksidin ja veden glukoosiksi ja hapeksi. Tämä tapahtuu kloroplasteissa, jotka sisältävät klorofylliä – vihreää pigmenttiä, joka kykenee vangitsemaan auringonvalon energiaa.

  2. Kasvien rooli ja hiilidioksidi: Kasvit toimivat fotosynteesin pääsuorittajina. Ne ottavat ilmasta hiilidioksidia ja maaperästä vettä, jotka muunnetaan glukoosiksi ja hapeksi fotosynteesin kautta. Tämä prosessi ei ainoastaan tuota elintärkeitä ravinteita kasville itselleen, vaan myös vapauttaa happea ilmakehään, joka on välttämätön kaikille aerobisille eliöille.

  3. Aerobisten eliöiden keuhkohengitys: Aerobiset eliöt, kuten ihmiset ja muut eläimet, käyttävät hengityksessä happea, jota kasvit tuottavat fotosynteesissä. Hapen avulla eliöt voivat muuttaa ruoassa olevat hiilihydraatit energiaksi solujen toimintaa varten. Tämä prosessi tuottaa hiilidioksidia ja vettä, jotka vapautuvat takaisin ympäristöön.

  4. Solujen mitokondriot ja energiantuotanto: Eläinten ja ihmisten soluissa olevat mitokondriot ovat vastuussa energian tuotannosta solun sisällä. Ne käyttävät hengityksessä saatua happea ja ravinnon hiilihydraatteja tuottaakseen ATP:tä (adenosiinitrifosfaattia), joka on solun pääenergialähde.

  5. Hiilihydraattien kiertokulku: Fotosynteesissä tuotetut hiilihydraatit ovat ravinnon lähde monille eliöille. Nämä hiilihydraatit siirtyvät ravintoketjussa, kun eläimet syövät kasveja tai toisiaan, ja ne lopulta hajoavat ja palaavat takaisin ympäristöön, jolloin kiertokulku alkaa uudelleen.


Yhteenvetona fotosynteesi on keskeinen osa monimutkaista ja hienosäädettyä järjestelmää, joka ylläpitää elämää maapallolla. Se yhdistää aurinkoenergian, kasvien ja eläinten toiminnot sekä ekosysteemin kemiallisen ja biologisen dynamiikan yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Ilman tätä koordinoidun toiminnan verkostoa elämä, sellaisena kuin sen tunnemme, ei olisi mahdollista.



Ei elämää, eikä hengitystä ilman aurinkoa ja oikeanlaista ilmakehää sekä fysiikan lakeja


Jotta meille aerobisille eliöille olisi täällä happea hengitettäväksi tarvitaan fotosynteesiä. Fotosynteesi on taas riippuvainen auringosta ja sen antamasta valoenergiasta. Tämän valoenergian pääsy maan pinnalle on riippuvainen siitä, että maapallon ympärillä olevan ilmakehän kaasuseoksen koostumus on juuri oikeanlainen.


Aurinko on myös juuri sopivan etäisyyden päässä maasta, jotta saamme tänne sopivan annoksen valoa ja lämpöä. Hämmästyttävää on se, että suuri osa auringon tuottamasta säteilystä sijoittuu sähkömagneettisessa spektrissä juuri fotosynteesin vaatimalle näkyvän valon alueelle, joka on muuten äärimmäisen kapea alue.


On erikoista, että maapallon ilmakehän kaasuseoksen koostumus on sopivasti juuri sellainen, että siinä on sopiva 'ikkuna' auringon valoenergialle. Toisaalta ilmakehä suojelee maaplaneetan eläviä organismeja auringosta tulevilta haitallisilta säteilyiltä. Ilmakehä on siis elämän mahdollistava suodatin.





Alatko jo hahmottaa miten ihmeellinen, tarkasti koordinoitu, symbioottinen monimutkaisten toimintojen ja rakenteiden verkosto tämä on? Se on jotain käsittämättömän ihmeellistä. Eikä tarina pääty suinkaan tähän.


Koko elämän järjestelmä edellyttää oikeanlaisia lähtöparametreja. Tämä tarkoittaa sitä, että maailmankaikkeudessa vaikuttavat fysikaaliset perusominaisuudet ja -voimat ovat juuri oikeissa säätöarvoissa, jotta syntyy elämän salliva maailmankaikkeus.


Nämä voimat eivät ole vain satunnaisesti olemassa; niiden tarkat arvot ovat kriittisiä maailmankaikkeuden rakenteelle ja toiminnalle. Jos esimerkiksi gravitaatiovoima olisi hieman voimakkaampi tai heikompi, tähdet eivät kykenisi muodostumaan tai ne romahtaisivat liian nopeasti. Samoin, jos sähkömagneettinen voima olisi erilainen, kemiallisten sidosten muodostuminen, joka on elämän perusta, ei olisi mahdollista.


Se, että istut nyt tässä lukemassa tätä tekstiä tietoisena hengittävänä älyllisenä olentona on käsittämätön ihme! Elät ja hengität joka hetki suurta ihmettä!



Loppupohdinta: Elämän hauraus, sen sidonnaisuus luonnonvoimiin ja ihmiskunnan tulevaisuus


Hengitysprosessin yhteys laajempiin ekosysteemeihin ja maailmankaikkeuden perusvoimiin korostaa sekä elämän ihmeellisyyttä että sen haurautta. Jokainen osa tässä monimutkaisessa verkostossa on tärkeä, ja pienetkin muutokset voivat vaikuttaa koko järjestelmän toimintaan. Tämä osoittaa, kuinka kriittisesti olemme riippuvaisia ympäristömme tasapainosta ja maailmankaikkeuden peruslakien vakaudesta.


Hengitysprosessin tarkastelu laajentaa näkökulmaamme yksinkertaisesta biologisesta toiminnosta monimutkaiseen ja ihmeelliseen ilmiöön, joka yhdistää meidät maailmankaikkeuden laajempiin prosesseihin. Se muistuttaa meitä elämän hienosäädöstä ja siitä, kuinka jokainen osa luonnossa on tärkeä elämän ylläpidossa. Tämä tietoisuus voi lisätä arvostustamme elämän lahjaa kohtaan ja kannustaa meitä suojelemaan ja arvostamaan sitä entistä enemmän.


Elämme jokapäiväistä elämäämme helposti tajuamatta tai muistamatta kuinka suuri ihme elämä on. Se unohtuu helposti, koska elämän kiireet ja paineet työntävät tällaiset pinnan-alla olevat tai laajemman mittakaavan asiat taka-alalle. Toki toiminnantäyteinen elämä antaa itsessään merkityksen tunnetta omalle elämälle ja se on tärkeää, että arkeen kuuluu mielekestä tekemistä. Mutta joskus voi alkaa tuntua siltä, että oma elämä kiertää päivästä toiseen vain samaa kehää ja tarkoituksen tunne alkaa vaimentua ja ilo hiipua.





Pysähtymällä aika ajoin pohtimaan elämää vähän syvällisemmin, voi voimistaa tarkoituksen tunnetta. Ainakin se, että tajuaa kuinka riippuvainen ihminen on itsestä riippumattomista luonnonilmiöistä voi lisätä kiitollisuuden tunnetta. Joka hetki meitä kannattelee meitä suuremmat luonnonvoimat.


Olen itse vakaasti sitä mieltä, että maailmankaikkeutemme ei ole vain sattuman tai sokeiden luonnon voimien seurausta, vaan taustalla on suurempi suunnitelma ja tarkoitus. Kaikki luonnossa viittaa älykkääseen suunnitteluun. Näin luonnonilmiöiden ja rakenteiden tarkka tutkiminen johdattaa meidät kaikkein perimmäisen kysymyksen äärelle. Onko Jumala olemassa?


Luonnontieteiden tutkiminen antaa yhden arvokkaan mentaalisen työkalun, jonka avulla tätä kysymystä voi pohtia. Joskus luullaan, että uskovat vain uskovat ilman mitään kunnollisia perusteita. Joillakin usko varmasti onkin enemmän mutupohjalla, mutta monille taas usko rakentuu rationaaliselle pohjalle ja perustuu muun muassa tieteen tarjoamaan todistusaineistoon. Kuitenkaan yksikään laboratoriokoe tai tieteellinen mittalaite ei voi antaa lopullista vastausta tähän perimmäiseen kysymykseen, mutta se mitä tiede voi meille tarjota on empiiristä dataa, jonka pohjalta voimme tehdä loogisia päätelmiä. Tieteen tarjoaman todisteaineiston pohjalta on täysin loogista päätellä, että koska maailmankaikkeudessa on ilmeistä älykästä suunnittelua, täytyy myös olla Suunnittelija.


Jos maailmankaikkeuden ja elämän on rakentanut Suuri Suunnittelija on järkevää olettaa, että tuolla Suunnittelijalla on jokin järkevä suunnitelma maailmankaikkeuden suhteen. Ottaen huomioon sen, että maailmankaikkeus ja maapallo näyttävät olevan kuin rakennettu älyllistä elämää varten ja sisältävät monia nautintoa ja iloa antavia piirteitä, on loogista päätellä, että tämän aikakauden kärsimyksistä huolimatta kaiken takana oleva suuri suunnitelma johdattaa meidät lopulta uuteen parempaan maailmaan.


Vaikka tänään maailma on täynnä sanoinkuvaamatonta pahuutta ja kärsimystä, meidän ei pitäisi tehdä siitä hätäisiä johtopäätöksiä Suunnittelijan motiiveista, tahtotilasta tai kärsimysten jatkuvuudesta. Raamattu päättyy kuvaukseen uudesta maasta, jossa ei ole kipua, kärsimystä, eikä kuolemaa. Liian moni on luultavasti säikähtänyt Ilmestyskirjan apokalyptista aloitusta ja jättänyt lukemisen kesken ennen loppuhuipennusta. Kannattaa lukea myös loppuhuipennus. Raamatun mukaan ihmiskunnan tarinalla on onnellinen loppu!


Terveisin,


Okulaarinen tieteilijä


Commentaires


bottom of page