סיכום לבגרות בביולוגיה בנושא הנשימה

במונחים מדעיים, התהליך שאנו מכנים נשימה נקרא חילופי גזים. מדובר בתהליך חיוני שמתרחש ברמת הגוף כולו ומאפשר לנו לקיים את החיים. אנחנו מרגישים עד כמה התהליך הזה הכרחי כאשר אנחנו חוסמים את האף והפה — ואז מתעורר צורך מיידי לנשום, כי אספקת החמצן נפסקת.

במהלך תהליך הנשימה נכנס אוויר עשיר בחמצן דרך דרכי הנשימה אל הריאות. שם, בריאות, החמצן עובר אל מחזור הדם ומובל לכל תאי הגוף. במקביל, תהליך זה מאפשר את פינוי הפחמן הדו-חמצני, תוצר הלוואי של פעילות התאים. הפחמן הדו-חמצני שנוצר בתאים מועבר בדם אל הריאות, ומשם נפלט החוצה מהגוף בזמן הנשיפה.

גם ברמה של כל תא בגוף מתקיימים חילופי גזים: כל תא קולט חמצן מתוך הדם ומוסר אליו פחמן דו-חמצני. תאי הגוף הם ה"צרכנים" האמיתיים של החמצן — הם משתמשים בו בתהליך הנקרא נשימה תאית, שבמהלכו מופקת אנרגיה מחומרי המזון שנכנסו לתא. האנרגיה שמופקת נחוצה לתפקוד התקין של התא ולשמירה על תהליכי החיים.

למעשה, כל תא ותא בגוף תלוי באספקת חמצן מתמשכת: ללא חמצן התאים אינם מסוגלים להפיק את האנרגיה הדרושה להם להישרדות ולפעילותם התקינה. עם זאת, התאים אינם יכולים לקלוט חמצן ישירות מן האוויר — החמצן מגיע אליהם רק בזכות השילוב המתואם של פעולת מערכת הנשימה, שמכניסה את החמצן אל הריאות, ופעולת מערכת הדם, שמובילה את החמצן מהריאות אל כל תאי הגוף.

בניגוד למערכות אחרות בגוף כמו מערכת העיכול למשל, שהיא צינור רצוף שמתחיל בפה ומסתיים בפי הטבעת ונשאר פתוח לסביבה החיצונית לכל אורכו, מערכת הנשימה בנויה בצורה שונה: היא אמנם מתחילה גם היא בצינור רצוף שפתוח לסביבה החיצונית, אך הקשר הישיר עם האוויר החיצוני מסתיים כבר בריאות.

האוויר שאנו נושמים נכנס אל הגוף דרך פתחי האף (ולעיתים גם דרך הפה), ומשם ממשיך בדרכו אל תוך מערכת הנשימה. האוויר זורם דרך קנה הנשימה, צינור מרכזי המחבר את פתחי הנשימה אל הריאות. מקנה הנשימה מתפצל האוויר לסמפונות — צינורות קטנים יותר שמתפצלים ומתפצלים עד שמגיעים לריאות עצמן.

בתוך הריאות מתרחש השלב הקריטי: החמצן עובר מנפחי הריאה אל מחזור הדם, שם הוא נקלט ומועבר על ידי תאי הדם האדומים אל כל חלקי הגוף. באותה הדרך נפלט הפחמן הדו-חמצני שנוצר בתאים: הוא עובר מהדם אל הריאות ומסולק החוצה דרך הסמפונות, קנה הנשימה, ולבסוף החוצה דרך האף או הפה בזמן הנשיפה.

בממוצע, אנו מכניסים ומוציאים אוויר דרך האף כ-14 פעמים בדקה. בתהליך זה אנו שואפים ונושפים יחדיו כ-7 ליטרים של אוויר בכל דקה. למרות שהמרחק הפיזי בין האף לגרון הוא קצר מאוד — רק מספר סנטימטרים — הדרך שעובר האוויר בתוך האף ארוכה ומפותלת. הסיבה לכך היא שהמבנה הפנימי של האף כולל חללים רבים עם דפנות מפותלות הנקראים מערות האף.

מערות האף מצופות בשכבת תאים מיוחדת הנקראת רירית האף, אשר מפרישה ריר ושומרת על לחות גבוהה באזור. המבנה המפותל של מערות האף מגדיל מאוד את שטח הפנים שבא במגע עם האוויר הנכנס, וכך מאפשר פעולה יעילה יותר של מנגנוני ההגנה והתיאום של מערכת הנשימה.

לאוויר שנכנס לגופנו מהסביבה החיצונית יש בדרך כלל טמפרטורה ולחות שונות מהתנאים השוררים בריאות. אילו האוויר היה נכנס ישירות לריאות, הוא היה מגיע אליהן כשהוא קריר ויבש מדי. מעבר האוויר דרך מערות האף מבטיח שהאוויר יתחמם ויהפוך ללח יותר, הודות למגע שלו עם הריריות החמות והלחות שבאף. כך מותאמות הטמפרטורה והלחות של האוויר לדרישות הריאות, מה שמונע תנודות חדות בטמפרטורת הריאות ובבית החזה. תהליך זה תורם ליציבות הסביבה הפנימית בגוף ולכן מהווה חלק ממנגנון הומיאוסטאזיס — שמירה על תנאים פנימיים יציבים.

בנוסף לכך, האף משמש גם כמערכת סינון יעילה מאוד. בכל יממה נכנסים לגופנו דרך האף כ-10,000 ליטרים של אוויר בממוצע. האוויר הזה עלול להכיל אלפי חיידקים בכל ליטר, כמו גם חלקיקי אבק ופיח, במיוחד באזורים עירוניים ומזוהמים. רירית האף לוכדת את רוב החיידקים והחלקיקים הזרים בזכות הריר שהיא מפרישה — ריר המכיל חומרים קוטלי חיידקים. בנוסף, על פני תאי הרירית פועלים ריסים מיקרוסקופיים אשר נעים בתנועה גלית מתמדת. תנועתם דוחפת את הריר הלכוד עם החלקיקים לכיוון פתח הלוע, שם הוא נבלע ונפלט דרך מערכת העיכול, כך שגופנו מסלק את הזיהומים באופן טבעי.

💡 לסיכום: האוויר שמגיע מקנה הנשימה לאחר שעבר באף הוא נקי בהרבה, חם יותר ולח יותר לעומת האוויר שנכנס בתחילה דרך פתחי האף.

מצב של נזלת נגרם בדרך כלל כאשר לאוויר שנכנס לגופנו חודרים כמויות גדולות במיוחד של חלקיקים מזהמים — כמו אבק, חיידקים, פיח, או חלקיקי זיהום אחרים. חלקיקים אלו נצמדים לשכבת הריר המצפה את מערות האף. כדי להגן על הרקמות הפנימיות ולסלק את המזהמים, הגוף מגיב בהפרשה מוגברת של ריר, שנועדה ללכוד את החלקיקים ולשטוף אותם החוצה.

בנוסף להפרשת הריר המוגברת, מתרחשת גם התנפחות של רקמות האף והריריות. התנפחות זו מצרה את דרכי האוויר באף ולעיתים אף מקשה על מעברו התקין של האוויר. כתוצאה מכך, כאשר האף חסום, אנו נאלצים לנשום דרך הפה.

נשימה דרך הפה גורמת לכך שהאוויר שנכנס לריאות אינו עובר את מנגנוני הסינון, ההתחממות וההעשרה בלחות שמספק האף. האוויר מגיע לריאות כשהוא קריר ויבש יותר, דבר שגורם לגוף לאבד כמויות גדולות יותר של נוזלים במהלך הנשימה ומעמיס על המערכת הנשימתית.

האוויר שאנו נושמים עובר מקנה הנשימה בדרכו אל הריאות. קנה הנשימה הוא צינור חשוב שתפקידו להוביל את האוויר מהגרון אל הריאות בצורה בטוחה ויציבה. בניגוד לוושט, שנמצא בסמוך לקנה הנשימה ומשמש להובלת מזון, קנה הנשימה פתוח כל הזמן, כדי לאפשר זרימה חופשית של אוויר. הפתח העליון שלו נסגר באופן זמני אך ורק בזמן בליעת מזון — מנגנון זה מונע מהמזון לחדור בטעות לקנה הנשימה ומפנה אותו אל הוושט במקום.

מבנה הקנה מותאם במיוחד לתפקידו: הוא נתמך על ידי טבעות סחוס חזקות המקיפות אותו בצורת חצי עיגול. טבעות אלו שומרות על יציבות הקנה ומבטיחות שהוא יישאר פתוח כל הזמן, גם כאשר יש עליו לחץ מהצדדים — למשל בזמן תנועה או נשימה מאומצת.

הדפנות הפנימיות של קנה הנשימה מצופות בתאי אפיתל מיוחדים, בעלי ריסים מיקרוסקופיים הדומים לאלו המצויים ברירית האף. הריסים נעים בתנועה גלית קבועה כלפי מעלה, ומסייעים להרחיק החוצה שאריות של ריר ופסולת (כמו אבק, פיח וחלקיקים זרים) שהצטברו. התנועה הזו דוחפת את הריר העמוס חלקיקים לעבר הלוע, שם הוא נבלע ומפונה מהגוף דרך מערכת העיכול. בכך מספק קנה הנשימה סיוע נוסף לסינון האוויר לפני הגעתו לריאות.

בשלב הבא, קנה הנשימה מתפצל לשני צינורות עיקריים הנקראים סמפונות — כל סמפון נכנס לאחת משתי הריאות. הסמפונות ממשיכים להתפצל בתוכן שוב ושוב לצינורות דקים יותר הנקראים גם הם סמפונות קטנים. ככל שהסמפונות מסתעפים, הם נעשים צרים יותר, עד שבקצותיהם הם מתרחבים ליצירת נאדיות הריאה — שקיקים זעירים וכדוריים.

הריאות שלנו מכילות כ-300 מיליון נאדיות כאלה, הערוכות במבנה הדומה לאשכולות ענבים. הנאדיות הן המקום שבו מתבצע חילוף הגזים החשוב — החמצן עובר מהאוויר שבנאדיות אל הדם, והפחמן הדו-חמצני עובר מהדם אל האוויר בנאדיות כדי להתפנות החוצה בנשיפה.

בכל אחת מהריאות נמצאות מאות מיליוני נאדיות ריאה — שקיקים זעירים דמויי בלון, שמהווים את יחידת התפקוד המרכזית של הריאה. הנאדיות מוקפות מכל צדדיהן בנימי דם — כלי דם דקיקים מאוד וצפופים במיוחד, שיוצרים רשת ענפה וצמודה לנאדיות.

כאשר אנו נושמים, החמצן שבאוויר הנכנס לריאות מגיע אל תוך הנאדיות. החמצן מתמוסס תחילה בשכבת הנוזל הדקה המצפה את פנים הנאדית. משם הוא עובר דרך שכבת התאים הדקה של דופן הנאדית, חוצה את דופן נימי הדם הצמודים לנאדית, נכנס אל נוזל הדם ומשם נספג בתאי הדם האדומים. תאים אלה נושאים את החמצן ומובילים אותו לכל תאי הגוף הזקוקים לו.

הכמות העצומה של נאדיות הריאה ושל נימי הדם המקיפים אותן מגדילה מאוד את שטח הפנים שבו מתבצע חילוף הגזים — מה שמאפשר מעבר יעיל ומהיר של חמצן אל הדם ושל פחמן דו-חמצני מהדם אל הנאדיות.

באותו זמן שמתרחש מעבר החמצן מהנאדיות אל נימי הדם, מתרחש גם מעבר הפוך: פחמן דו-חמצני, שהוא תוצר פסולת של נשימה תאית, עובר מנימי הדם אל תוך הנאדיות ומשם אל דרכי הנשימה — כדי להיות מסולק מהגוף בנשיפה.

התהליכים האלה של חילופי הגזים — מעבר החמצן אל הדם ומעבר הפחמן הדו-חמצני מהדם אל האוויר שבנאדיות — מתבצעים באמצעות דיפוזיה, כלומר מעבר פסיבי של גזים ממקום שבו ריכוזם גבוה למקום שבו ריכוזם נמוך, עד להשוואת ריכוזים.

דיפוזיה היא תהליך טבעי שבו חלקיקים נעים ממקום שבו הם נמצאים בריכוז גבוה אל מקום שבו ריכוזם נמוך יותר. למרות שלחלקיקים עצמם אין כיוון תנועה מכוון, במבט כללי נראה כאילו הם נעים במגמה ברורה מהריכוז הגבוה לריכוז הנמוך, עד שהריכוזים משתווים בשתי הסביבות.

קצב הדיפוזיה מושפע ממספר גורמים:
✅ הפרש הריכוזים – ככל שההבדל בין ריכוז החומר בשתי הסביבות גדול יותר, כך הדיפוזיה תתרחש מהר יותר. אם ההבדל קטן, קצב הדיפוזיה יהיה איטי יותר.

✅ שטח המגע – ככל ששטח הפנים שבו מתקיים מגע בין הסביבות גדול יותר, הדיפוזיה תהיה יעילה ומהירה יותר.

✅ טמפרטורה – חימום התמיסה מגביר את מהירות תנועת החלקיקים ומוביל להאצת תהליך הדיפוזיה.

✅ מרחק המעבר – ככל שהמרחק שעל החלקיקים לעבור קצר יותר, כך הם יגיעו מהר יותר ליעדם ותהליך הדיפוזיה יהיה מהיר יותר. לעומת זאת, מרחקים גדולים יאטו את התהליך.

בתהליך חילוף הגזים בריאות פועל עקרון הדיפוזיה בצורה ברורה מאוד:
🔹 חמצן עובר מהנאדיות (שם ריכוזו גבוה) אל נימי הדם (שם ריכוזו נמוך), עד שהוא נספג בדם ומועבר לתאי הגוף.
🔹 במקביל, פחמן דו-חמצני עובר מהדם (שם ריכוזו גבוה) אל הנאדיות (שם ריכוזו נמוך), כדי להתפנות מהגוף בנשיפה.

תהליך הדיפוזיה חיוני לחיים, שכן הוא מאפשר מעבר פסיבי ויעיל של גזים בלי צורך בהשקעת אנרגיה מצד הגוף.

במצב מנוחה, קצב הנשימה שלנו הוא בממוצע בין 13 ל-16 נשימות בדקה. כל נשימה אחת מורכבת משתי פעולות עיקריות: שאיפה (הכנסת אוויר לריאות) ונשיפה (הוצאת האוויר החוצה).

לעיתים אנחנו נוטים לחשוב שכאשר אנו שואפים אוויר, הריאות עצמן "יונקות" או "שואבות" אותו פנימה. בפועל זה לא מדויק. האוויר נכנס לריאות בשאיפה כתוצאה משינויים בלחץ האוויר שבתוך בית החזה.

כאשר אנו שואפים, שרירי בית החזה והסרעפת מתכווצים. כתוצאה מכך בית החזה מתרחב ונפחו גדל. הריאות צמודות לדופן הפנימית של בית החזה הודות לקרום דק הנקרא אדר, שמפריד בין הריאות לבין דפנות בית החזה ומאפשר להן לנוע יחד עם תנועותיו.

ההתפשטות של בית החזה יוצרת לחץ אוויר נמוך יותר בריאות בהשוואה ללחץ האוויר החיצוני, וכך האוויר זורם פנימה אל הריאות כדי להשוות לחצים.

בתהליך הנשיפה, שרירי הנשימה נרפים, נפח בית החזה קטן, והריאות מתכווצות. לחץ האוויר בתוך הריאות עולה בהשוואה ללחץ החיצוני, והאוויר נדחף החוצה אל הסביבה.

כך פועל מחזור הנשימה – ללא צורך ב"שאיבה" מצד הריאות עצמן, אלא הודות לפעולת השרירים ושינויי הלחץ בבית החזה.

מיד לאחר סיום שלב השאיפה, מתחיל תהליך הנשיפה — השלב שבו האוויר יוצא מן הריאות החוצה אל הסביבה. בשלב זה, שרירי הנשימה שעבדו כדי להרחיב את בית החזה מתחילים להתרפות. הראשון שבהם הוא הסרעפת, שריר כיפתי הנמצא בתחתית בית החזה. לאחר השאיפה הסרעפת משתחררת ומתרוממת כלפי מעלה, וחוזרת לצורתה המקומרת. במקביל, גם השרירים שבין הצלעות נרפים והצלעות עצמן נעות מטה וחזרה למקומן הטבעי.

כתוצאה מכך, חלל בית החזה מצטמצם, נפחו קטן, והריאות שהיו מורחבות מתכווצות בחזרה לנפחן הרגיל במצב מנוחה. הירידה בנפח הריאות גורמת לכך שלחץ האוויר בתוכן עולה. לחץ זה כעת גבוה יותר מלחץ האוויר החיצוני ולכן האוויר נדחף החוצה מן הריאות אל דרכי הנשימה ומשם אל מחוץ לגוף. כך מתבצעת הנשיפה — תהליך פסיבי ברובו, שבו האוויר יוצא מן הריאות ללא צורך במאמץ מיוחד במצב מנוחה.

.

לעיתים אנו נוטים לחשוב כי ירידה בריכוז החמצן בדם היא זו שגורמת לגוף להגביר את קצב הנשימה והאוורור של הריאות. אמנם מערכת הבקרה של הגוף אכן רגישה לשינויים ברמות החמצן בדם, אך בפועל הגורם העיקרי שמשפיע על קצב ועומק הנשימה הוא דווקא רמת הפחמן הדו-חמצני (CO₂) בדם. כאשר ריכוז הפחמן הדו-חמצני בדם עולה מעל הרמה התקינה, הדבר מהווה גירוי חזק מאוד למרכז בקרת הנשימה במוח. בתגובה לעלייה זו, המוח שולח פקודות לשרירי הנשימה — בעיקר לסרעפת ולשרירי בית החזה — להאיץ את קצב ועומק הנשימה. כך מתבצע אוורור מוגבר שמטרתו לסלק את עודף הפחמן הדו-חמצני ולייצב את רמתו בדם.

התגובה של המוח לשינויים ברמת הפחמן הדו-חמצני היא מהירה מאוד בהשוואה לתגובה לשינויים ברמת החמצן. רגישותו של המוח לעלייה ברמת הפחמן הדו-חמצני גבוהה במיוחד — עד כדי כך, שהיא מונעת מהאדם את היכולת להפסיק את נשימתו מרצון למשך זמן ממושך. גם אם אדם מנסה לעצור את נשימתו בכוח, ברגע שרמת הפחמן הדו-חמצני בדם עולה מעבר לסף מסוים, המוח שולח פקודה חזקה לשרירי בית החזה להתכווץ ולהתרחב בכדי לחדש את הנשימה. פקודה זו עוצמתית כל כך שהיא גוברת על כל ניסיון מודע להחזיק את הנשימה, וכך נמנעת אפשרות של הפסקת נשימה מרצון עד למוות.

כאשר אדם מאבד את הכרתו וקורס, אחד הדברים הראשונים שיש לעשות הוא לבדוק האם הוא נושם. בדיקה זו חיונית מאחר שנשימה תקינה חיונית להזרמת חמצן אל איברי הגוף, ובייחוד אל המוח. אם מתברר שהאדם אינו נושם, יש להתחיל מיד בתהליך של הנשמה מפה לפה — פעולה מצילת חיים.

הנשמה מפה לפה משיגה שתי מטרות עיקריות:
✅ הזרמת אוויר לריאותיו של האדם המונשם – כך מספקים לו חמצן הנחוץ להמשך פעילות התאים בגופו ולמניעת נזק לרקמות חיוניות כמו המוח.

✅ גירוי מרכז בקרת הנשימה במוחו של האדם המונשם – האוויר שפולט המנשים מכיל רמות גבוהות יחסית של פחמן דו-חמצני, מאחר שזהו אוויר שיוצא מריאותיו לאחר חילוף גזים. הפחמן הדו-חמצני הנכנס עם ההנשמה פועל כגירוי חזק על מרכז בקרת הנשימה במוחו של האדם המונשם. גירוי זה עשוי לעודד את מרכז הבקרה להפעיל מחדש את מנגנון הנשימה העצמונית ולהגביר את קצב ועומק האוורור.

💡 תהליך זה חשוב במיוחד בשניות ובדקות הראשונות לאחר הפסקת הנשימה, כאשר כל רגע קריטי להצלת חייו של האדם.

בזמן פעילות גופנית, השרירים פועלים בעוצמה רבה ודורשים כמויות גדולות יותר של חמצן כדי להפיק אנרגיה. במקביל, הם מייצרים יותר פחמן דו-חמצני כתוצר לוואי של הנשימה התאית. זה יוצר שרשרת תגובות בגוף:

⬅ השרירים במאמץ
⬅ מביאים לעלייה ברמת הפחמן הדו-חמצני בדם ולירידה מסוימת ברמת החמצן
⬅ מידע על השינויים ברמות הגזים מועבר אל מרכז בקרת הנשימה במוח
⬅ המרכז במוח (שרגיש במיוחד לפחמן דו-חמצני) מזהה את העלייה ומגיב
⬅ המוח שולח פקודה להגביר את קצב הנשימה ועומקה
⬅ כך מתגברת אספקת החמצן לשרירים ומפונה עודף הפחמן הדו-חמצני

💡 התאמה אצל מתאמנים:
באנשים שמבצעים פעילות גופנית סדירה, שרירי הצלעות ושרירי הנשימה חזקים יותר. כתוצאה מכך נפח האוויר בכל שאיפה גדל, מה שמאפשר לנשום פחות פעמים בדקה ועדיין לספק לגוף את כמות החמצן הנדרשת. הנשימה נעשית יעילה יותר גם במאמץ.

במצב של אוורור יתר (למשל בעקבות נשימות מהירות ועמוקות מאוד, הנקראות גם הנשמות מהירות), מתרחשת שרשרת תהליכים בגוף:

⬅ נשימות מהירות ועמוקות
⬅ גורמות לירידה חדה ברמת הפחמן הדו-חמצני בדם
⬅ מידע על הירידה בריכוז הפחמן הדו-חמצני מועבר אל מרכז בקרת הנשימה במוח
⬅ המרכז במוח, שרגיש מאוד לשינויים ברמות הפחמן הדו-חמצני, מזהה את החוסר
⬅ המוח מגיב על ידי עיכוב פעילות מרכז הנשימה, מה שמפחית את קצב הנשימה
⬅ רמות החמצן בדם יורדות בהדרגה עקב הפחתת האוורור
⬅ כאשר רמות החמצן נמוכות מדי, האדם עלול לאבד את הכרתו (התעלפות)
⬅ ההתעלפות מביאה להפסקת האוורור היתר באופן טבעי
⬅ עם חזרת המצב לנורמליזציה, קצב הנשימה מתחדש בקצב תקין

💡 המשמעות:
אוורור יתר גורם לכך שהגוף "מסלק" יותר מדי פחמן דו-חמצני, מה שמבלבל את מרכז בקרת הנשימה וגורם לעיכוב נשימתי. ההתעלפות היא למעשה מנגנון הגנה שמפסיק את הנשימות המהירות ומאפשר למערכת להתאפס ולחזור לתפקוד תקין.

נשימה תאית היא התהליך שבו תאי הגוף מפיקים אנרגיה מחומרי המזון, תוך קליטת חמצן ופליטת פחמן דו-חמצני. תהליך זה מתרחש בתוך כל תא חי והוא חיוני לקיום החיים, משום שהוא מספק את האנרגיה הנדרשת לפעילות התאים. עיקר תהליך הנשימה התאית מתקיים באברונים ייחודיים בתא שנקראים מיטוכונדריה (ביחיד: מיטוכונדריון).

במהלך התהליך, חומרי המזון — ובעיקר גלוקוז — נכנסים אל התא ומועברים לתוך המיטוכונדריה. יחד איתם נכנס גם החמצן, שמגיע מהדם. בתוך המיטוכונדריה חומרי המזון מתפרקים תוך שימוש בחמצן, ובתהליך זה מופקת אנרגיה. האנרגיה משתחררת בשתי צורות: חלקה כאנרגיית חום, שנפלטת החוצה ותורמת לשמירה על הטמפרטורה הקבועה של הגוף, וחלקה כאנרגיה כימית המאוחסנת במולקולות הקרויות ATP. מולקולות ה-ATP משמשות את התא לביצוע כל פעולותיו.

בנוסף לאנרגיה, נוצרים בתהליך הנשימה התאית תוצרי לוואי — מים ופחמן דו-חמצני. המים נפלטים אל מחוץ לתא או משמשים בתהליכים שונים בגוף, והפחמן הדו-חמצני מועבר לדם כדי להתפנות מהריאות בזמן הנשיפה.

לסיכום, הנשימה התאית היא מקור האנרגיה של התאים, והיא זו שמאפשרת לכל תא בגוף לבצע את תפקידיו, תוך שמירה על סביבה פנימית יציבה וחמה.

חומרי מזון וחמצן נכנסים לתא ⬅ עוברים אל המיטוכונדריה ⬅ מתפרקים בתהליך הנשימה התאית תוך שימוש בחמצן ⬅ מופקת אנרגיה (ATP + חום) ⬅ נפלטים מים ופחמן דו-חמצני

תהליך הנשימה עלול להשתבש כאשר גורמים מזהמים חודרים אל דרכי הנשימה ומגרים את השכבה הרירית שבאף ובמערכת הנשימה כולה. חומרים אלה פוגעים במנגנוני ההגנה ומקשים על תפקוד תקין של מערכת הנשימה.

ישנם שני סוגים עיקריים של מזהמים באוויר:

• מזהמים ביולוגיים: חיידקים ונגיפים הנמצאים באוויר. במצב רגיל, הם נבלמים בדרכם לריאות על ידי מנגנוני ההגנה של הגוף. אך כאשר ריכוזם באוויר גבוה מאוד, או כאשר מערכות ההגנה נחלשות (למשל אצל קשישים או חולים), הם עלולים לחדור אל תוך מערכת הנשימה ולגרום למחלות.
  ⬅ אם הזיהום פוגע בעיקר בסמפונות, מתפתחת מחלה הנקראת ברונכיטיס (דלקת סימפונות).
  ⬅ אם הזיהום מגיע עד לנאדיות הריאה, עלולה להתפתח דלקת ריאות, מצב מסוכן יותר משום שהוא מפריע למעבר החמצן מהנאדיות אל הדם.

• מזהמים לא ביולוגיים: אלה מזהמים שמקורם בפעילות האדם, במיוחד מאז המהפכה התעשייתית. מרבית הזיהום נגרם כתוצאה משריפת דלקים בתחבורה, תחנות כוח ותעשייה. מזהמים אלה כוללים פיח, חלקיקים מיקרוסקופיים וגזים רעילים כמו פחמן חד-חמצני ותחמוצות גופרית.
  ⬅ הפיח מפריע למעבר תקין של הגזים בריאות.
  ⬅ פחמן חד-חמצני נקשר לתאי הדם האדומים במקום החמצן ומונע מהם להוביל חמצן כראוי.
  ⬅ תחמוצות גופרית עלולות לגרות את דרכי הנשימה ולגרום להתפתחות מחלות כמו אסתמה.

.

מעבר לזיהומים הקיימים באוויר הסביבה, ישנם אנשים המוסיפים להכביד על ריאותיהם במודע על ידי החדרת מזהמים נוספים ישירות אל דרכי הנשימה והריאות. דוגמה מובהקת לכך היא עישון סיגריות רגילות.

בכל שאיפה של סיגריה, האדם המעשן מכניס לריאותיו כמויות גדולות של פיח, זפת וחומרים כימיים מזיקים אחרים. הפיח מגרה את השכבה הרירית של דרכי הנשימה וגורם לה להפריש כמויות מוגברות של ריר. לכן, מעשנים ותיקים סובלים לעיתים קרובות משיעול כרוני מלווה בליחה רבה, תוצאה של תגובת הגוף למזהמים החוזרים והנשנים.

הזפת המצויה בעשן הסיגריות שוקעת ברקמות הריאה ונדבקת אליהן, מה שמפריע לתפקוד התקין של הריאות. חומרים אלו מכילים גם גורמים מסרטנים ברורים. מחקרים רחבי היקף שכללו מאות אלפי נבדקים הוכיחו באופן חד-משמעי כי קיים קשר ישיר וברור בין עישון סיגריות לבין התפתחות סרטן הריאות. בנוסף, העישון מעלה גם את הסיכון לחלות בסרטן הפה, הלוע והוושט.

בשנים האחרונות נכנסו לשימוש גם סיגריות אלקטרוניות ומכשירי אידוי שונים (כמו וופורייזרים). לעיתים נתפסים אמצעים אלה כחלופה "בריאה יותר" לעישון סיגריות רגילות, אך בפועל גם הם עלולים לפגוע בריאות. אמנם הסיגריות האלקטרוניות אינן מייצרות פיח כמו סיגריות רגילות, אך האדים שהן מפיקות מכילים חומרים כימיים שונים, חלקם רעילים ומגרים את דרכי הנשימה. מחקרים ראשוניים כבר מצביעים על כך ששימוש ממושך בסיגריות אלקטרוניות עלול לגרום לדלקות ריאה, לפגוע בריריות הריאה ואף להכיל חומרים בעלי פוטנציאל מסרטן.

לסיכום, עישון סיגריות רגילות ועישון סיגריות אלקטרוניות כאחד מהווים סכנה ממשית לבריאות הריאות ומערכת הנשימה כולה, ומעלים את הסיכון למחלות כרוניות ואף למחלות קשות כמו סרטן.