Tupakan savun vaikutus hengästymiseen
Tupakan savu sisältää lukuisien terveydelle haitallisten partikkeleiden lisäksi pienen määrän hiilimonoksidia (CO) eli häkäkaasua. Jos hiilimonoksidia joutuu hengitysilman kautta vereen, se sitoutuu erittäin hanakasti punasolujen hemoglobiiniin, jolloin se vähentää happimolekyylien mahdollisuutta sitoutua hemoglobiiniin. Toisin sanoen tupakanpoltto pienentää veren hemoglobiinin happikyllästeisyyttä ja siten valtimoveren happisisältöä ja heikentää elimistön hapenottokykyä. Jo pelkästään tästä syystä tupakoitsija voi hengästyä herkemmin kuin muutoin vastaavassa fyysisessä kunnossa oleva ei-tupakoitsija.
Tupakointi vaikuttaa välittömästi myös keuhkoputkiin; keuhkoputkien sileä lihaskerros voi supistua, jolloin keuhkoputkissa tapahtuu ahtautumista. Tämä lisää hengityslihasten hapenkulutusta ja hengitystyötä, mikä on omiaan lisäämään hengästymistä rasituksessa. Tupakansavun välittömät vaikutukset keuhkoputkiin eivät ole kovin suuria, mutta hengityslihasten hapenkulutus voi nousta runsaan tupakoinnin jälkeen jopa kolminkertaiseksi. Keuhkoputkien supistumiseen vaikuttavat erityisesti nikotiini ja tupakansavun aiheuttama parasympaattisen hermoston ärsytys.
Passiivisella tupakansavun hengittämisellä on samanlaisia vaikutuksia. Onneksi Suomessa on jo kauan ollut tupakkalaki, joka kieltää tupakoinnin ravintoloissa ja julkisissa tiloissa.
Pitkäaikaisen tupakansavun hengittämisen vaikutukset ovat moninaiset; keuhkoahtaumataudin, keuhkosyövän, astman, sepelvaltimotaudin ja lähes kaikkien pahanlaatuisten sairauksien riskit lisääntyvät tupakoitsijoilla.
Myös ilmansaasteilla, kuten hiilen, typen ja rikin oksideilla sekä pienhiukkasilla, on huomattavia haitallisia vaikutuksia keuhkoputkien seinämiin ja siten keuhkojen toimintaan.
Hengitysilman pienen happipitoisuuden vaikutus hengästymiseen
Sisäänhengitysilman happipitoisuus on pienentynyt vuoristossa, jossa ilmanpaine on sitä matalampi, mitä korkeammalla merenpinnan tasosta liikutaan. Kun ilmanpaine merenpinnan tasolla on 100 kPa (kilopascalia) on se esimerkiksi 2 400 metrin korkeudessa enää 75 kPa. Vastaavasti ilman happiosapaine on tällöin laskenut merenpinnalla olevasta arvosta 21 kPa tasolle 15 kPa. Tämä pienentää keuhkorakkuloiden happipainetta ja siten myös valtimoveren happipitoisuutta. Mitä korkeammalla vuoristossa liikutaan, sitä pienemmäksi tulee valtimoveren happisisältö ja sitä pienemmäksi elimistön hapenottokyky. Muutos tuntuu nopeana väsymisenä ja ilman loppumisen tunteena.
Taulukossa Ilmanpaine ja happipaine keuhkorakkuloissa eri korkeuksilla on esitetty ilmanpaine ja hapen osapaine keuhkorakkuloissa (PAO2) eri korkeuksilla ilmaa hengitettäessä. Hapen osapaine valtimoveressä on vain hiukan matalampi kuin keuhkorakkuloiden happipaine. Liikennelentokoneissa on ilman paineistusjärjestelmä, mutta siitä huolimatta ilmanpaine normaalissa lentokorkeudessa lennettäessä (10000–11000 m) pienenee vastaamaan ilmanpainetta 2 400 metrin korkeudessa merenpinnasta. Terveilläkin lentomatkustajilla valtimoveren happipitoisuus ja happikyllästeisyys laskevat lievän hapenpuutteen tasolle, jolloin veren happikyllästeisyys on noin 93–95 %. Normaalisti merenpinnan tasolla happikyllästeisyys on vähintään 96 %. Ripeä liikkuminen lentokoneen käytävällä saattaa aiheuttaa hengästymistä, joka johtuu valtimoveren matalasta happipitoisuudesta.
Elimistö pyrkii kompensoimaan alentunutta happipitoisuutta kiihdyttämällä keuhkojen tuuletusta eli hyperventiloimalla. Se puolestaan johtaa nopeasti hengenahdistustuntemukseen varsinkin fyysisen rasituksen yhteydessä. Näin tapahtuu varsinkin silloin, kun korkeaan ilmanalaan on noustu nopeasti, ilman useiden päivien sopeutumisaikaa. Hengityksen kiihtyminen korkeassa ilmanalassa liittyy siihen, että hengitysilman matala happipitoisuus aististaan valtimoiden seinämien tuntokeräsissä, joista lähtee hengityskeskukseen hengitystä kiihdyttäviä impulsseja. Näin elimistö pyrkii korjaamaan hapen puutetta. Valitettavasti hengityksen kiihdyttäminen ei pysty korjaamaan merkittävästi veren hapenpuutetta vuoristossa.
Kuvassa nähdään, kuinka keuhkotuuletuksen määrä rasituksessa nousee sitä nopeammin, mitä korkeammassa ilmanalassa liikutaan. Esimerkiksi kevyttä juoksua vastaavalla kuormalla 120 W keuhkojen tuuletuksen määrä on 2000 metrin korkeudessa 25 % suurempi kuin merenpinnan tasolla. Näin ollen myös hengenahdistustuntemus ilmaantuu herkemmin. Tällä korkeudella happipitoisuus ilmassa vastaa tilanneetta liikennelentokoneessa. 4000 metrin korkeudessa keuhkotuuletusta täytyy nostaa jo kaksinkertaiseksi verrattuna samaan rasitukseen merenpinnan tasolla.
Hyperventilaatio vuoristossa aiheuttaa hiilidioksidin liiallista poistumista elimistöstä ja siihen liittyviä oireita. Tilanne voi johtaa vuoristotautiin, jonka oireita ovat muun muassa päänsärky, huimaus ja paheneva hengenahdistus. Ensihoitona on nopea palaaminen alaspäin, lähemmäs merenpinnan tasoa.
| Korkeus (m) | Paikka, oire | Ilmanpaine kPa | Keuhkorakkuloiden happipaine kPa |
|---|---|---|---|
| 0 | Merenpinta | 100 | 13 |
| 2400 | Vastaa lentokoneen matkustamon painetta Vuoristotauti mahdollinen |
75 | 9 |
| 5500 | Äkilliset hapenpuuteoireet | 50 | 5 |
| 7000 | Tajuttomuus ilman happilaitteita Hyperventilaatio |
41 | 4 |
| 8848 | Mount Everest | 33 | 3–4 |
Keuhkotuuletus suhteessa hapenkulutuksen kasvuun rasituksessa eri korkeustasoilla merenpinnan yläpuolella. Kuvasta käy ilmi, että mitä korkeammalla liikutaan, sitä enemmän keuhkojen tuuletusta pitää kasvattaa samalla energiankulutustasolla. Rasitushengenahdistus ilmaantuu tämän vuoksi nopeasti korkeassa ilmanalassa liikuttaessa. (Åstrand P O, Acta Physiol. Scand, 1954, kirjassa McArdle ym., Exercise Physiology, 2010).
