Hingamisaeg maht on ümbritseva rõhu all oleva õhu maht, mida sisse hingatakse ja välja hingatakse ajaühikus. Tehniliselt on see õhu voolukiirus läbi kopsu ajaühikus, mida saab mõõta otse või arvutada hingamisteede korrutisena maht ja hingamissagedus. Hingamisaeg maht varieerub suuresti, sõltuvalt keha energiavajadusest ja ümbritseva õhu rõhust.
Mis on hingamisaja maht?
Hingamisaja maht sisaldab kogu õhumahtu, mis läbib kopsu ajaühikus ümbritseva õhurõhu korral. Hingamisaja maht hõlmab kogu õhumahtu, mis läbib kopsu ajaühikus ümbritseva õhu rõhul, st sisse- ja väljahingamisel. Kui aja võrdluseks valitakse minutid, nimetatakse hingamisaja mahtu ka hingamise minutimahuks (AMV). Tervetel inimestel sõltub hingamise aja mahu suurus tugevalt keha energiavajadusest, aga ka kõrgusest ja temperatuurist. Põhimõtteliselt saab keha nõudlusega kohaneda hingamisteede mahu, ühe hingamise mahu muutmise või hingamissageduse muutmisega. Tavaliselt muutuvad nõudlusega kohanemise ajal mõlemad parameetrid teadvustamata. Tavaliselt toimub kohanemine tahtmatult autonoomse kaudu närvisüsteem. Puhkeolekus on terve täiskasvanu hingamisteede minutimaht umbes 8–10 liitrit. Seda väärtust saab raske füüsilise koormuse korral suurendada kolm kuni viis korda. Hästi treenitud tippsportlastel võib see kasvada isegi viisteist korda. Hingamismahu maksimaalne kasutamine maksimaalsel sagedusel vastab nn hingamisteede läve väärtusele. Seda on võimalik saavutada vabatahtlikult, teadlikult hingamine ja seda saab teatavates piirides suurendada rind ja ribilihased.
Funktsioon ja ülesanne
Hingamisaja maht, õhu voolukiirus läbi kopsu, on kõige olulisem kontrollmuutuja hapnik keha vajaduste rahuldamine. Liigne hingamisaja maht, mille saab saavutada hüperventilatsioon, tulemuseks on hapnik ülepakkumine, mis põhjustab tüüpilisi sümptomeid ja on ohtlik eluohtlikele tingimustele. Hüpoksia, mis võib ilmneda hüpoventilatsiooni kaudu või liiga vähe hapnik hingeõhus põhjustab ka tüüpilisi sümptomeid ja eluohtlikke seisundeid. Tervetel inimestel toimub hingamisaja maht teadvustamata hingamiskeskuse kaudu, mis on keskosas asuv eripiirkond närvisüsteem piklikajus piklikaju. Hingamiskeskus saab teateid hapniku (O2) ja süsinik dioksiid (CO2), samuti pH väärtus veri, vereringe kindlates punktides paiknevate kemoretseptorite kaudu. Need on kolm kõige olulisemat parameetrit, mis võimaldavad hingamiskeskusel kontrollida hingamisaja mahtu nii, et ülalnimetatud parameetrid oleksid võimalikult pidevalt normi piires. Kuid hingamisaja mahu kontrollimine pole ainus keha seadevõimalus. Kui lihaskoest on hapnikuvajadus suur, reageerib keha ka suurema südame väljundvõimsusega, et toetada hapniku omastamist ja süsinik süsinikdioksiidi vabanemine suurenenud veri ringlus alveoole ümbritsevates kapillaarides. Spetsiaalne väljakutse hingamisteede minutimahu reguleerimiseks ei ole mitte ainult siis, kui on erakordne nõudlus võimsuse järele, vaid ka siis, kui on ebatavalisi keskkonnatingimusi, nagu näiteks kõrgel. Õhurõhk väheneb kõrguse kasvades. 4,810 m kõrgusel merepinnast (Mt. Blanc) moodustab see ainult 53.9% merepinna õhurõhust. See tähendab, et sama hingamine ajalises mahus on saadaval ainult veidi üle poole hapnikust, mis oleks merepinnal saadaval. Mitmel nädalal pikema viibimise ajal suurtel kõrgustel reageerib keha lisaks sellele, suurendades punast veri lahtrid (erütrotsüüdid), et toetada gaasivahetust kapillaaride seintel (kõrgustreening).
Haigused ja vaevused
Hingamiste aja mahu tahtmatu kontrollimine ja hapnikutarbele häälestamine kitsastes tolerantsipiirides nõuab, et asjaomased kemoretseptorid varustaksid piklikaju hingamiskeskust õigesti hapniku ja süsinik dioksiidi kontsentratsioon ja vere pH. Õige kontrolli teine eeldus on see, et hingamiskeskus saadaks sobiva kontraktsiooni ja lõõgastus käsud hingamislihastele. Muud tingimused hingamise aja mahu reguleerimiseks vastavalt nõudlusele on normaalne hingamisteede takistus ilma ventilatsioonihäireteta ja gaasivahetuse nõuetekohane toimimine alveoolide kapillaarides. Muidugi peab ka atmosfäärikeskkond hapnikusisalduse ja ümbritseva rõhu osas jääma nendesse piiridesse, mida hingamiskeskus hingamiskontrolli osas saab veel kontrollida. Põhjused, mis võivad viima ajutiseks või krooniliseks hüperventilatsioon on kindlad kops hingamiskeskuse haigused või häired. Hingamiskeskuse toimimist võib kahjustada a kraniotserebraalne trauma või hingamiskeskuse vereringe häirega - näiteks a insult või tugeva ärevuse või stress olukordades. Püsis hüperventilatsioon, hingamisteede aja mahu suurenemine, mis ületab nõutava, põhjustab hingamisaja suurenenud väljahingamist süsinikdioksiid. Tavaliselt lihased krambid, pearinglusja ärevus. Sama tüüpilised on sellised paresteesiad nagu tuimus või valetunnetused nahk retseptorid ja halvatus, lihasvärinad ja lihased valu. Sümptomid käivitatakse hingamisteede kaudu alkaloos, pH tõus, mis viib pH vähenemiseni kaltsium ioonid veres (hüpokaltseemia). Vastupidisel häirel, hüpoventilatsioonist tingitud hingamisteede mahu vähenemisel, võib olla ka palju erinevaid põhjuseid. Kõige tavalisemad vallandavad tegurid on obstruktiivsed kops haigused nagu bronhiaalastma või opioidi mõju ravimid hingamiskeskusel või hingamislihaste osaline motoorne rike (parees). Niinimetatud Pickwicki sündroom esineb väljendunud juhtudel ülekaalulisus. Liigne rasvkude kõhu- ja rinnaõõnes viib diafragmaatilise tõusu ja sellega seotud kopsude välise kokkusurumiseni. See põhjustab kroonilist hüpoventilatsiooni, mis viib ülihappesus suurenenud vere tõttu süsinikdioksiid kontsentratsioon.
