Yuqori va quyi nafas (havo o‘tkazuvchi) yo‘llari farqlanadi. Yuqori nafas yo‘llaridan quyi nafas yo‘llariga shartli o‘tish chegarasi hiqildoqning yuqori qismida hazm qilish va nafas olish tizimlari kesishadigan joydan o‘tadi.

Yuqori nafas yo‘llari tizimi burun bo‘shlig‘i (lot. cavitas nasi), burun-halqum (lot. nasopharynx) va og‘iz-halqum (lot. mesopharynx)dan iborat. Quyi nafas yo‘llari tizimi tarkibiga hiqildoq (lot. larynx), traxeya (qad. yun. τραχεῖα (ἀρτηρία)), bronxlar (lot. bronchi), bronxiolalar, alveolalar kiradi.

Og‘iz bo‘shlig‘i burun orqali odatdagidek nafas olish qiyinlashganda qo‘shimcha nafas yo‘li sifatida ishlatilishi mumkin. Ammo u nafas yo‘llari yoki nafas olish a’zolari tarkibiga kirmaydi va evolyutsiya davomida asosiy nafas olish uchun moslashmagan.

Nafas olish va chiqarish paytida ko‘krak qafasining o‘lchami nafas mushaklari hamda diafragma yordamida o‘zgaradi. Tinch holatda bir marta nafas olganda o‘pkaga 400—500 ml havo kiradi. Bu havo miqdori «nafas hajmi» (NH) deb ataladi. Tinch nafas chiqarganda ham xuddi shuncha havo o‘pkadan atmosferaga chiqariladi. Eng chuqur nafas olganda taxminan 2 000 ml havo kiradi. Eng kuchli nafas chiqarishdan keyin o‘pkada taxminan 1 500 ml havo qoladi; bu «o‘pkaning qoldiq hajmi» deyiladi. Tinch nafas chiqarishdan keyin o‘pkada taxminan 3 000 ml havo saqlanib qoladi. Bu miqdor o‘pkaning «funksional qoldiq sig‘imi» (FQS) deb ataladi. Nafas olish organizmning ongli ravishda ham, ixtiyorsiz ravishda ham boshqarilishi mumkin bo‘lgan kam sonli funksiyalaridan biridir.

Nafas olish turlari: chuqur va yuzaki, tez-tez va siyrak, yuqori, o‘rta (ko‘krak bilan) va quyi (qorin bilan). Nafas harakatlarining o‘ziga xos ko‘rinishlari hiqichoq tutganda va kulganda kuzatiladi. Tez-tez va yuzaki nafas olishda nerv markazlarining qo‘zg‘aluvchanligi ortadi, chuqur nafas olishda esa, aksincha, kamayadi.

Nafas olish a’zolariga tashqi burun, burun bo‘shlig‘i va uning burun yondosh bo‘shliqlari, halqum, hiqildoq, traxeya, bronxlar va o‘pkalar

Nafas yo‘llari tashqi muhitni nafas olish tizimining asosiy a’zolari — o‘pkalar bilan bog‘laydi. O‘pkalar (lot. pulmones, qad. yun. πνεύμων) ko‘krak bo‘shlig‘ida, ko‘krak qafasi suyaklari va mushaklari bilan o‘ralgan holda joylashgan. O‘pkada gaz almashinuvi o‘pka alveolalariga (o‘pka parenximasiga) yetib kelgan atmosfera havosi bilan qon o‘rtasida, o‘pka kapillyarlari orqali sodir bo‘ladi. Bu kapillyarlar kislorodning organizmga kirishini va undan hayot faoliyati davomida hosil bo‘lgan gazsimon mahsulotlarning, jumladan, karbonat angidridning chiqarilishini ta’minlaydi. O‘pkaning funksional qoldiq sig‘imi (FQS) tufayli alveolalar havosida kislorod va karbonat angidridning nisbati nisbatan barqaror saqlanadi, chunki FQS nafas hajmidan (NH) bir necha baravar katta. NHning faqat 2/3 qismi alveolalarga yetib boradi va bu miqdor «alveolyar ventilyatsiya hajmi» deb ataladi. Tashqi nafas olishsiz inson organizmi odatda 5 daqiqagacha yashay oladi (bu holat klinik o‘lim deb ataladi), shundan so‘ng hushdan ketish, miyada qaytmas o‘zgarishlar va uning nobud bo‘lishi (biologik o‘lim) yuz beradi.

Insonda 2 ta o‘pka mavjud: o‘ng va chap. O‘ng o‘pka gorizontal va qiya yoriqlar yordamida 3 bo‘lakka (yuqori, o‘rta, quyi), chap o‘pka esa atigi 2 bo‘lakka (yuqori va quyi) 1 ta qiya yoriq yordamida bo‘linadi.

Gaz almashinuvi — organizm bilan tashqi muhit o‘rtasida gazlarning almashinishidir. Tashqi muhitdan organizmga doimiy ravishda kislorod kirib turadi va undan barcha hujayralar, a’zolar hamda to‘qimalar foydalanadi; organizmdan esa unda hosil bo‘lgan karbonat angidrid va modda almashinuvining boshqa gazsimon mahsulotlari oz miqdorda chiqariladi. Gaz almashinuvi deyarli barcha organizmlar uchun zarur: usiz modda va energiyaning normal almashinuvi, demak, hayotning o‘zi ham mumkin emas. To‘qimalarga yetib borgan kislorod uglevodlar, yog‘lar va oqsillarning uzoq davom etadigan kimyoviy o‘zgarishlari natijasida hosil bo‘lgan mahsulotlarni oksidlash uchun sarflanadi. Bunda CO₂, suv va azotli birikmalar hosil bo‘lib, tana haroratini saqlash va ish bajarish uchun foydalaniladigan energiya ajraladi. Organizmda hosil bo‘ladigan va oxir-oqibat undan chiqariladigan CO₂ miqdori faqat iste’mol qilinadigan O₂ miqdoriga emas, balki asosan qaysi moddalar — uglevodlar, yog‘lar yoki oqsillar oksidlanayotganiga ham bog‘liq. Organizmdan chiqariladigan CO₂ hajmining ayni vaqt ichida yutilgan O₂ hajmiga nisbati «nafas koeffitsiyenti» deb ataladi. U yog‘lar oksidlanganda taxminan 0,7, oqsillar oksidlanganda 0,8, uglevodlar oksidlanganda esa 1,0 ga teng (inson aralash oziq-ovqat iste’mol qilganda nafas koeffitsiyenti 0,85-0,90 ga teng). Iste’mol qilingan 1 l O₂ hisobiga ajraladigan energiya miqdori (kislorodning kalorik ekvivalenti) uglevodlar oksidlanganda 20,9 kJ (5 kkal), yog‘lar oksidlanganda 19,7 kJ (4,7 kkal) ga teng. Vaqt birligida sarflangan O₂ miqdori va nafas koeffitsiyenti orqali organizmda ajralgan energiyani hisoblash mumkin. Poykiloterm (sovuqqonli) hayvonlarda tana harorati pasayishi bilan gaz almashinuvi (binobarin, energiya sarfi ham) kamayadi. Xuddi shunday bog‘liqlik gomoyoterm (issiqqonli) hayvonlarda ham termoregulyatsiya to‘xtatilganda (tabiiy yoki sun’iy gipotermiya sharoitida) aniqlangan. Tana harorati ko‘tarilganda (qizib ketish va ayrim kasalliklarda) esa gaz almashinuvi kuchayadi.

Tashqi muhit harorati pasayganda issiqqonli hayvonlarda (ayniqsa, mayda hayvonlarda) issiqlik hosil bo‘lishi kuchaygani sababli gaz almashinuvi ortadi. U ovqatlangandan keyin ham, ayniqsa, oqsilga boy ovqat iste’mol qilinganda kuchayadi (bu «oziq-ovqatning o‘ziga xos dinamik ta’siri» deb ataladi). Gaz almashinuvi mushaklar ishlaganida eng yuqori darajaga yetadi. Insonda o‘rtacha quvvatli ish bajarilganda u ortadi, ish boshlanganidan 3-6 daqiqa o‘tib ma’lum darajaga yetadi va butun ish davomida shu darajada saqlanadi. Yuqori quvvatli ishda gaz almashinuvi uzluksiz ortib boradi; u muayyan inson uchun eng yuqori darajaga (maksimal aerob ish) yetganidan ko‘p o‘tmay ishni to‘xtatishga to‘g‘ri keladi, chunki organizmning O₂ ga ehtiyoji shu darajadan oshib ketadi. Ish tugaganidan keyin dastlabki vaqtda O₂ iste’moli yuqoriligicha qoladi; u kislorod qarzdorligini qoplash, ya’ni ish davomida hosil bo‘lgan modda almashinuvi mahsulotlarini oksidlash uchun sarflanadi. O₂ iste’moli tinch holatdagi 200—300 ml/min. dan ish paytida 2000-3000 ml/min. gacha, yaxshi tayyorgarlikka ega sportchilarda esa 5000 ml/min. gacha ortishi mumkin. Shunga mos ravishda CO₂ ajralishi va energiya sarfi ham ortadi; ayni vaqtda modda almashinuvi, kislota-ishqor muvozanati hamda o‘pka ventilyatsiyasidagi o‘zgarishlarga bog‘liq ravishda nafas koeffitsiyenti ham o‘zgaradi. Turli kasb egalari va turlicha turmush tarziga ega kishilarning sutkalik umumiy energiya sarfini gaz almashinuvi ko‘rsatkichlari asosida hisoblash ovqatlanish me’yorlarini belgilash uchun muhimdir. Standart jismoniy ish paytida gaz almashinuvidagi o‘zgarishlarni o‘rganish mehnat va sport fiziologiyasida, shuningdek, klinik amaliyotda gaz almashinuviga qatnashuvchi tizimlarning funksional holatini baholashda qo‘llanadi. Atrof-muhitdagi O₂ ning parsial bosimi sezilarli o‘zgarganida, nafas olish a’zolari faoliyati buzilganida va shunga o‘xshash vaziyatlarda ham gaz almashinuvining nisbatan barqaror saqlanishi asab tizimi boshqaradigan, gaz almashinuviga qatnashuvchi tizimlarning moslashuv (kompensator) reaksiyalari orqali ta’minlanadi. Inson va hayvonlarda gaz almashinuvi odatda to‘liq tinch holatda, och qoringa va tashqi muhitning qulay haroratida (18-22 °C) o‘rganiladi. Bu sharoitda iste’mol qilinadigan O₂ miqdori va ajralib chiqadigan energiya asosiy modda almashinuvini tavsiflaydi. Tadqiqotda ochiq yoki yopiq tizim tamoyiliga asoslangan usullar qo‘llanadi. Birinchi usulda nafas bilan chiqarilgan havo miqdori va uning tarkibi (kimyoviy yoki fizik gaz analizatorlari yordamida) aniqlanadi. Bu iste’mol qilingan O₂ va chiqarilgan CO₂ miqdorini hisoblash imkonini beradi. Ikkinchi usulda nafas olish yopiq tizimda (germetik kamera yoki nafas yo‘llariga ulangan spirografda) amalga oshiriladi. Unda chiqarilgan CO₂ yutiladi, tizimdan sarflangan O₂ miqdori esa tizimga avtomatik kiradigan, unga teng miqdordagi O₂ ni o‘lchash yoki tizim hajmining kamayishini aniqlash orqali hisoblanadi.

Insonda gaz almashinuvi o‘pka alveolalarida va tana to‘qimalarida sodir bo‘ladi.

• Nafas yetishmovchiligi (NY) — patologik holat bo‘lib, quyidagi ikki xil buzilishdan biri bilan tavsiflanadi:
  • Tashqi nafas olish tizimi qonning normal gaz tarkibini ta’minlay olmaydi
  • Qonning normal gaz tarkibi tashqi nafas olish tizimining kuchaytirilgan faoliyati hisobiga saqlanadi
• Asfiksiya (qadimgi yunoncha ἀ- — «-siz» va σφύξις — «puls», so‘zma-so‘z «pulsning yo‘qligi», rus tilida urg‘uni ikkinchi yoki uchinchi bo‘g‘inga qo‘yish mumkin) — bo‘g‘ilish — qon va to‘qimalarda kislorod yetishmasligi hamda karbonat angidridning ortiqcha to‘planishi oqibatida yuzaga keladigan holat. Masalan, nafas yo‘llarining tashqaridan bosilishi (bo‘g‘ish), ularning bo‘shlig‘i shish tufayli berkilishi, sun’iy atmosfera (yoki nafas olishni ta’minlovchi tizim) bosimining pasayishi va hokazolar sabab bo‘lishi mumkin. Adabiyotlarda mexanik asfiksiya «nafas olishga to‘sqinlik qiluvchi jismoniy ta’sirlar natijasida rivojlangan va markaziy asab tizimi hamda qon aylanishi faoliyatining o‘tkir buzilishi bilan kechadigan kislorod yetishmovchiligi…» yoki «mexanik sabablar tufayli yuzaga keladigan, kislorodning organizmga kirishini qiyinlashtiradigan yoki butunlay to‘xtatadigan hamda organizmda karbonat angidrid to‘planishiga olib keladigan tashqi nafas olish buzilishi» deb ta’riflanadi. Asfiksiyada birinchi yordam — tashqi nafas olish funksiyasini tiklashdir. An’anaviy ravishda bemorning o‘pkasiga majburiy havo puflash qo‘llanadi. «Og‘izdan og‘izga» va «og‘izdan burunga» deb ataladigan bu usul shifokor kelguniga qadar shoshilinch yordam ko‘rsatishda keng ishlatiladi.
• Nafas olishga oid gipoksiya